PEM Fuel Cell (PEMFC)(7)

PEMFC adalah jenis fuel cell yang banyak di kembangkan untuk transportasi dan sudah berbagai pengusaha auto memproduksi dan memasarkannya. Pada PEMFC, himpunan elektroda membran (MEA) merupakan bagian fuel cell yang paling penting karena didalamnya terdapat elektroda yang aktif untuk melakukan reaksi elektrokimia antara bahan bakar hidrogen dan oksigen untuk menghasilkan listrik dan air. MEA ini, terdiri dari tiga bagian yaitu lapisan difusi gas atau gas diffusiso layer (GDL), lapisan katalis (catalyst layer) dan membrane electrolit (electrolyte) yang disusun berdasarkan urutan Lapisan diffusi gas (GDL), lapisan katalis (anoda), membran elektrolit, katalis (katoda) dan lapisan diffusi gas (GDL). Tugas lapisan difusi gas untuk mendistribusikan gas reaktan maupun produk hasil reaksi dari dan kepermukaan elektroda. Di sisi anoda GDL mempunyai peranan sebagai penghantar elektron dan juga berperan sebagai media penghantar molekul hidrogen dari saluran pemasukan hidrogen ke permukaan katalis. Di sisi katoda GDL berperan sebagai penghantar elektron dari external circuit ke permukaan katoda dan sebagai distributor oksigen. Dengan demikian lapisan difusi gas (GDL) harus memiliki porositas tertentu agar hambatan perpindahan masa kecil. Lapisan GDL memiliki sifat hidrophobik agar molekul air mudah dibebaskan. Lapisan difusi gas dibuat dari penyangga (kertas/kain karbon) dan lapisan karbon yang dikembangkan dari karbon nanotub. Diatas lapisan difusi gas adalah lapisan katalis. Lapisan difusi gas dan lapisan katalis disebut elektroda. Lapisan katalis berfungsi sebagai permukaan aktif untuk mempercepat reaksi. Kinerja sel dipengaruhi oleh dua parameter yaitu parameter kinetika reaksi dan parameter perpindahan muatan (elektron dan proton) dan kecepatan perpindahan masa reaktan dan hasil reaksi. Kinetika reaksi dipengaruhi oleh temperatur, tekanan dan konsentrasi reaktan. Makin tinggi temperatur reaksi makin cepat. Tekanan berhubungan dengan konsentrasi reaktan, makin tinggi tekanan, konsentrasi juga makin tinggi sehingga reaksi makin cepat. Kecepatan reaksi akan menentukan besar tenaga yang dihasilkan, sehingga makin tinggi temperatur dan tekanan efesiensi tenaga makin tinggi. Masing-masing lapisan dapat dilihat pada tabel ini.

Comments