PEMODELAN KOMPUTASI 3D SEL TUNAM MEMBRANE PERTUKARAN PROTON (PEMFC) MELALUI TEKNIK BEDA HINGGA

Abstract

PEM  Fuel Cell merupakan salah satu jenis peralatan konversi elektrokimia yang terdiri dari lapisan aktif elektrolit, berupa membran, sebagai tempat terjadinya reaksi kimia yang mengubah sumber energi potensial kimia hidrogen menjadi energi potensial listrik. Dalam studi ini akan dikaji kinerja pola kanal serpentine terhadap densitas arus yang dihasilkan melalui simulasi komputasi numerik 3 dimensi metode beda hingga (finite element) tools komersial COMSOL 3.2â„¢ pada sebuah bagian sistem kanal saluran. Model terdiri dari domain kanal elektrode berikut lapisan difusi gas dan sub domain lapisan aktif katalis menggunakan prinsip kesetimbangan massa dan muatan (charge and mass balance). Diharapkan melalui studi pemodelan ini dapat dilakukan kajian karakteristik dinamika fluida melalui perpindahan momentum dan massa yang melalui kanal distribusi, lapisan difusi dan lapisan aktif tempat terjadinya reaksi elektrokimia. Pada kanal serpentine dengan belokan yang tajam, pressure drop terbesar diakibatkan oleh adanya hambatan akibat perubahan geometri (U-Turn) yang tajam (perpendicular 90 ^o). Densitas arus yang terjadi bergantung pada distribusi spesies oksidan O₂ dan produk air yang terjadi. Distribusi massa dan komposisi spesies sangat mempengaruhi kinerja yang dihasilkan.

Kata kunci: densitas massa, momentum, serpentine , spesies