TUGAS KEWIRAUSAHAAN

Solid Oxide Fuel Cell

(SOFC)

Disusun Oleh:

Devi Permata

111724008

4-TPTL

TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015

Solid Oxide Fuel Cell

Di jaman modern ini energi listrik menjadi salah satu kebutuhan dasar masyarakat.

Teknologi semakin berkembang, manusia semakin tergantung dengan alat-alat untuk

memudahkan kehidupan manusia. Teknologi/alat tersebut sebagian besar membutuhkan

sumber energi listrik untuk bekerja. Seperti peralatan rumah tangga (setrika, magic jar,

kulkas, dll), perlatan kantor (komputer, printer, mesin fax, dll), selain itu juga listrik

utamanya adalah digunakan untuk sistem penerangan.

Teknologi untuk membangkitkan listrik pun sangat beragam tergantung dari sumber

energi yang digunakan. Sumber energi bermacam-macam mulai dari energi fosil, energi

matahari, energi air, energi angin dan sebagainya. Di Indonesia sendiri energi yang sangat

populer di masyarakat adalah energi fosil. Dicatut dari Harian Terbit (Selasa, 24 Maret 2015),

Dirjen Ketenagalistrikan Kementrian ESDM Jarman mengatakan bahwa pada tahun 2015 ini

sumber energi listrik terbesar masih berasal dari batubara dengan persentase 52,80 persen,

diikuti dengan gas 24 persen, dan BBM 11,45 persen. Energi fosil ini sendiri termasuk

kedalam energi tak terbarukan, dimana jumlahnya terbatas dan akan habis. Selain itu energi

fosil ini tidak ramah lingkungan karena menghasilkan emisi gas yang menimbulkan polusi

dan pemansan global.

Masalah lain dari penyediaan energi listrik di Indonesia adalah pendistribusian listrik.

Kondisi geografis negara Indonesia yang terdiri atas ribuan pulau dan kepulauan, tersebar dan

tidak meratanya pusat-pusat beban listrik, rendahnya tingkat permintaan listrik di beberapa

wilayah, tingginya biaya marginal pembangunan sistem suplai energi listrik (Ramani, K. V.,

1992) mengharuskan Indonesia mencari alternatif penyediaan energi listrik yang dapat

mengatasi masalah-masalah di atas.

Maka yang diperlukan saat ini adalah pengembangan renewable energy yang berbasis

distributed generation (DG). DG merupakan pembangkitan listrik pada titik konsumsi

dengan kata lain pembangkitan listrik di tempat. Dibandingkan dengan pembangkitan listrik

secara terpusat, sistem DG ini mengurangi biaya, kompleksitas, inefficiencies yang

berhubungan dengan transmisi dan distribusi listrik.

Sebuah inovasi telah muncul untuk menjawab tantangan tersebut yaitu Pembangkit

Listrik Tenaga Udara. Teknologi ini dikembangkan oleh seorang ilmuwan di bidang

aeronautical dan mechanical engineering bernama Dr. K. R. Sridhar yang dulu pernah

menjadi salah satu penasihat di NASA. Ilmuwan tersebut berhasil mengembangkan

pembangkit listrik yang dapat mengkonversi udara dan bahan bakar biogas menjadi energi

listrik dengan melalui proses-proses kimia yang ramah lingkungan. Udara akan dihantarkan

melalui katoda sementara bahan bakar biogas dihantarkan melalui anoda, dimana di antara

anoda dan katoda tersebut terdapat elektrolit berupa ion oksigen yang akan bereaksi dengan

kedua bahan tersebut kemudian manghasilkan listrik. Selain menggunakan bahan yang ramah

lingkungan, pembangkit ini juga menggunakan material yang mudah dijangkau karena

komponen utama dari pembangkit ini terbuat dari ribuan keramik padat yang terbuat dari

serbuk mirip pasir. Pembangkit ini sangat efektif karena instalasinya mudah, tidak

memerlukan lahan yang luas, dan bahan utamanya yang selalu tersedia.

Gambar Bloom Energy Server

Sebuah perusahaan yang bernama Bloom Energy telah memproduksi alat pembangkit

listrik tenaga udara tersebut yang disebut ‘Server’. Setiap Bloom Energy Server dapat

menghasilkan listrik sebesar 200 KW, cukup untuk memenuhu kebutuhan listrik beban dasar

pada 160 rumah atau sebuah gedung perkantoran satu hari satu malam. Kelebihan dari server

ini diantaranya adalah :

1. Harga material yang rendah-material cell yang digunakan seperti pasir bukan metal

yang mahal seperti platinum atau material korosif seperti asam.

2. Efisiensi listrik tinggi-mengkonversi bahan bakar menjadi listrik hampir dua kali lipat

dibandingkan diesel generator/genset.

3. Fleksibel dalam penggunaan bahan bakar-dapat menggunakan bahan bakar renewable

lain atau bahan bakar fosil.

4. Tidak menggunakan air

5. Berbasiskan distributed generation (DG) dapat dipasang di lahan parkir atau dengan

kata lain tidak membutuhkan area yang luas.

6. Pemasangan mudah dan cepat

7. High availability (satu power module dapat diservis saat semua module lain masih

terus bekerja)

8. Mobility

Spesifikasi Salah Satu Produk Bloom Energy Server

Cara Kerja Solid Oxide Fuel Cell

Fuel cell seperti baterai yang terus bekerja. Fuel cell terdiri dari 3 bagian: elektrolit,

anoda dan katoda. Untuk SOFC, material elektrolit yang digunakan adalah padatan keramik.

Sedangkan anoda dan katoda terbuat dari cairan khusus yang melapisi elektrolit. Tidak

seperti tipe fuel cell lain, SOFC tidak memerlukan metal yang mahal, larutan asam yang

korosif atau molten materials.

Selanjutnya, reaksi elektrokimia mengubah bahan bakar dan udara menjadi listrik tanpa

proses pembakaran. SOFC merupakan fuel cell dengan temperatur tinggi. Pada temperatur

yang tinggi, udara hangat masuk ke sisi katoda dari fuel cell dan uap tercampur dengan bahan

bakar untuk menghasilkan reformed fuel yang masuk melalui sisi anoda.

Gambar Proses Kerja SOFC

Selanjutnya, dalam fuel cell reaksi kimia dimulai.

Katoda : ½O2 + 2e- → O2-

Anoda : H2 → 2H+ + 2e- atau

CO + O2- → CO2 + 2e- atau

CH4 + 4O2- → CO2 + 2H2O + 8e-

Selama reformed fuel melewati anoda, reformed fuel berinteraksi dengan ion oksigen

dari katoda. Kombinasi ion oksigen dengan reformed fuel menghasilkan listrik, air, dan

sejumlah kecil karbon dioksida. Air hasil reaksi tersebut digunakan kembali untuk

menghasilkan uap yang dibutuhkan untuk memperbaharui bahan bakar. Proses tersebut juga

menghasilkan panas yang dibutuhkan oleh fuel cell.

Selama terdapat bahan bakar, udara, dan panas, proses terus berlangsung menghasilkan

energi yang bersih, reliable dan affordable.