tugas uts fuel cell

7/21/2019 Tugas Uts Fuel Cell

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-uts-fuel-cell 1/26

TUGAS MAKALAH

KONVERSI ENERGI LISTRIK TEKNOLOGI FUEL CELL

Disusun Oleh :

Fajar Tri Wardana1206250134

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

2015BAB I

FUEL CELL



A. Pengert!n F"e# Ce##

Fuel cell merupakan suatu pembangkit listrik ang mengubah energi kimia

langsung menjadi listrik dengan menggunakan hidr!gen sebagai bahan bakarna dan!ksigen sebagai !ksidanna" Fuel cell ber#ungsi seperti batere aitu menghasilkan tegangan

listrik" Tegangan keluaran ang dihasilkan !leh fuel cell adalah tegangan searah" Tegangan

!utput berbeban dari satu sel fuel cell berkisar antara 0$%&$ lebih ke'il dari tegangan ang

dikeluarkan batere kering" (ambar diba)ah menunjukkan masukan dan keluaran dari bl!k

fuel cell.

*aakna sebuah baterai$ segala jenis #uel 'ell memiliki elektr!da p!siti# dan

negati# atau disebut juga kat!da dan an!da" +eaksi kimia ang menghasilkan listrik terjadi

pada elektr!da" ,elain elektr!da$ satu unit #uel 'ell terdapat elektr!lit ang akan memba)a

muatan-muatan listrik dari satu elektr!da ke elektr!da lain$ serta katalis ang akan

memper'epat reaksi di elektr!da" .mumna ang membedakan jenis-jenis #uel 'ell adalah

material elektr!lit ang digunakan" /rus listrik serta panas ang dihasilkan setiap jenis #uel

'ell merupakan pr!duk samping reaksi kimia ang terjadi di kat!da dan an!da"

arena energi ang dipr!duksi #uel 'ell merupakan reaksi kimia pembentukan air$

alat k!nersi energi elektr!kimia ini tidak akan menghasilkan e#ek samping ang

berbahaa bagi lingkungan seperti alat k!nersi energi k!nensi!nal misalna pr!ses

pembakaran pada mesin m!bil" ,edangkan dari segi e#isiensi energi$ penerapan #uel 'ell

1



pada baterai p!rtable seperti pada handph!ne atau lapt!p akan sepuluh kali tahan lebih

lama dibandingkan dengan baterai litium" Dan untuk mengisi kembali energi akan lebih

'epat karena energi ang digunakan bukan listrik$ tetapi bahan bakar berbentuk 'air atau

gas"

B. Prn$% Ker&!

G!'(!r 1. T!p!l!g Fuel ell

ara kerja suatu unit fuel cell dapat diilustrasikan dengan jenis 7F pr!t!n

e8'hange membrane fuel cell " 9enis ini adalah jenis fuel cell ang menggunakan reaksi

kimia paling sederhana" 7F memiliki empat elemen dasar seperti kebanakan jenis

fuel cell "

2



G!'(!r 2. rinsip kerja Fuel ell

ertama$ an!da sebagai kutub negati# fuel cell " /n!da merupakan elektr!da ang

akan mengalirkan elektr!n ang lepas dari m!lekul hidr!gen sehingga elektr!n tersebut

dapat digunakan di luar sirkuit" ada materialna terdapat saluran-saluran agar gas

hidr!gen dapat menebar ke seluruh permukaan katalis"

edua$ kat!da sebagai kutub elektr!da p!siti# fuel cell ang juga memiliki

saluran ang akan menebarkan !ksigen ke seluruh permukaan katalis" at!da juga

berperan dalam mengalirkan elektr!n dari luar sirkuit ke dalam sirkuit sehingga elektr!n-

elektr!n tersebut dapat bergabung dengan i!n hidr!gen dan !ksigen untuk membentuk air"

etiga$ elektr!lit" ang digunakan dalam 7F adalah membran pertukaran

pr!t!n pr!t!n e8'hange membrane;7" 7aterial ini berbentuk seperti plastik

pembungkus ang hana dapat mengalirkan i!n bermuatan p!siti#" ,edangkan elektr!n

3



ang bermuatan negai# tidak akan melalui membran ini" Dengan kata lain$ membran ini

akan menahan elektr!n"

eempat$ katalis ang digunakan untuk mem#asilitasi reaksi !ksigen danhidr!gen" atalis umumna terbuat dari lembaran kertas karb!n ang diberi selapis tipis

bubuk platina" ermukaan katalis selalu berp!ri dan kasar sehingga seluruh area permukaan

platina dapat di'apai hidr!gen dan !ksigen" *apisan platina katalis berbatasan langsung

dengan membran penukar i!n p!siti#$ 7"

ada ilustrasi 'ara kerja 7F$ diperlihatkan gas hidr!gen ang memiliki

tekanan tertentu memasuki fuel cell di kutub an!da" (as hidr!gen ini akan bereaksi dengan

katalis dengan d!r!ngan dari tekanan" etika m!lekul H

2 k!ntak dengan platinum pada

katalis$ m!lekul akan terpisah menjadi dua i!n+¿

H ¿

dan dua elektr!n −¿

e¿

" lektr!n

akan mengalir melalui an!da$ elektr!n-elektr!n ini akan membuat jalur di luar sirkuit fuel

cell dan melakukan kerja listrik$ kemudian mengalir kembali ke kutub kat!da pada fuel

cell "

Di sisi lain$ pada kutub kat!da fuel cell $ gas !ksigen O

2 did!r!ng gaa tekan

kemudian bereaksi dengan katalis membentuk dua at!m !ksigen" ,etiap at!m !ksigen ini

memiliki muatan negati# ang sangat besar" 7uatan negati# ini akan menarik dua i!n+¿

H ¿

keluar dari membran 7$ lalu i!n-i!n ini bergabung dengan satu at!m !ksigen dan

elektr!n-elektr!n dari luar sirkuit untuk membentuk m!lekul air H 2O"

ada satu unit fuel cell terjadi reaksi kimia ang terjadi di an!da dan kat!da" +eaksi

ang terjadi pada an!da adalah−¿ .

2 H 2→4 H +4e

¿ ,ementara reaksi ang terjadi pada

4



kat!da adalah

−¿→2 H 2O

+¿+4e¿

O 2+4 H ¿

" ,ehingga keseluruhan reaksi pada fuel cell adalah

2 H 2+O

2→2 H

2O

" <asil samping reaksi kimia ini adalah aliran elektr!n ang

menghasilkan arus listrik serta energi panas dari reaksi"

,atu unit fuel cell ini menghasilkan energi kurang lebih 0$% !lt" arena itu untuk

memenuhi energi satu baterai handph!ne atau menggerakkan turbin gas dan mesin m!bil$

dibutuhkan berlapis-lapis unit fuel cell dikumpulkan menjadi satu unit besar ang disebut

sebagai fuel cell sta'k"

C. Ke#e()!n F"e# Ce##

1" Tidak 7engeluarkan misi =erbahaa Zero Emission

,ebuah sistem fuel cell hana akan mengeluarkan uap air apabila memakai hidr!gen murni"

Tetapi ketika memakai hidr!gen hasil dari reforming hidr!karb!n;#!sil misal: batu bara$

gas alam$ dll maka harus dilakukan uji emisi untuk menentukan apakah sistem tersebut

masih dapat dikateg!rikan zero emission" 7enurut standar ang dikeluarkan United

Technologies Corporation .T pada tahun 2002$ maka sebuah sistem fuel cell dapat

dikateg!rikan zero emission ketika mengeluarkan emisi pen'emar udara ang sangat

rendah$ dengan kriteria sbb: >O8 ?@ 1 ppm$ ,O2 ?@ 1 ppm$ O2 ?@ 2 ppm"

T!(e# 1. misi en'emar .dara dari 9enis-9enis Fuel Cell =luestein$ 2002

5



atatan: 7 Polimer Electrolyte em!rane$ /F Posporic "cid Fuel Cell $ ,OF

#olid O$ide Fuel Cell $ 7F olten Car!onate Fuel Cell $ 1 lb p!n ? 0$45 kg" ,elain

itu$ sistem ini juga tidak mengeluarkan suara tidak berisik$ ke'uali suara dari beberapa

peralatan pendukung seperti p!mpa$ kipas$ k!mpres!r$ dll"

2" #isiensi Tinggi High efficiency

Oleh sebab fuel cell tidak menggunakan pr!ses pembakaran dalam k!nersi energi$ maka

e#isiensina tidak dibatasi !leh batas maksimum temperatur !perasi!nal tidak dibatasi !leh

e#isiensi siklus arn!t" <asilna$ e#isiensi k!nersi energi pada fuel cell melalui reaksi

elektr!kimia lebih tinggi dibandingkan e#isiensi k!nersi energi pada mesin kal!r

k!nensi!nal ang melalui reaksi pembakaran"

G!'(!r *. erbandingan #isiensi Fuel Cell dengan 7esin !nensi!nal mi'r!-ett"it$

0A;10;2006

3" epat 7engikuti erubahan embebanan %apid load follo&ing

6



Fuel cell memperlihatkan karakteristik ang baik dalam mengikuti perubahan beban"

,istem Fuel cell ang menggunakan hidr!gen murni dan digunakan pada sebagian besar

peralatan mekanik misal: m!t!r listrik memiliki kemampuan untuk meresp!n perubahan

pembebanan dengan 'epat"

4" Temperatur Operasi!nal +endah

,istem fuel cell sangat baik diaplikasikan pada industri !t!m!ti# ang ber!perasi pada

temperatur rendah" euntunganna adalah fuel cell hana memerlukan sedikit )aktu

pemanasan &armup time$ resik! !perasi!nal pada temperatur tinggi dikurangi$ dan

e#isiensi term!dinamik dari reaksi elektr!kimia lebih baik"

5" +eduksi Trans#!rmasi nergi

etika fuel cell digunakan untuk menghasilkan energi listrik maka #uel 'ell hana

membutuhkan sedikit trans#!rmasi energi$ aitu dari energi kimia menjadi energi listrik"

=andingkan dengan mesin kal!r ang harus mengubah energi kimia menjadi energi panas

kemudian menjadi energi mekanik ang akan memutar generat!r untuk menghasilkan

energi listrik" Fuel cell ang diaplikasikan untuk menggerakkan m!t!r listrik memiliki

jumlah trans#!rmasi energi ang sama dengan mesin kal!r$ tetapi trans#!rmasi energi pada

fuel cell memiliki e#isiensi ang lebih tinggi"

7



G!'(!r +. Trans#!rmasi nergi .ntuk eluaran nergi 7ekanik mi'r!-ett"it$

0A;10;2006

6" Waktu engisian <idr!gen ,ingkat

,istem fuel cell tidak perlu penetruman recharge laakna baterai" Tetapi sistem fuel cell

harus diisi ulang dengan hidr!gen$ dimana pr!sesna lebih 'epat dibandingkan

penetruman baterai" ,elain itu$ baterai tidak dapat dipasang dalam jumlah besar pada

mesin !t!m!ti# untuk meningkatkan per#!rman'e karena akan semakin menambah beban

pada kendaraan tersebut"

G!'(!r 5. ,tasiun engisian <idr!gen ,te#an (eiger$ 2004

8



D. Ke,"r!ng!n F"e# Ce##

1" <idr!gen

<idr!gen sulit untuk dipr!duksi dan disimpan" ,aat ini pr!ses pr!duksi hidr!gen masih

sangat mahal dan membutuhkan input energi ang besar artina: e#isiensi pr!duksi

hidr!gen masih rendah" .ntuk mengatasi kesulitan ini$ banak negara menggunakan

tekn!l!gi reforming hidr!karb!n;#!sil untuk memper!leh hidr!gen" Tetapi 'ara ini hana

digunakan dalam masa transisi untuk menuju pr!duksi hidr!gen dari air ang e#isien"

2" ,ensiti# pada !ntaminasi Bat-asing

Fuel cell membutuhkan hidr!gen murni$ bebas dari k!ntaminasi Cat-asing" Bat-asing ang

meliputi sul#ur$ 'ampuran sena)a karb!n$ dll dapat men!nakti#kan katalisat!r dalam #uel

'ell dan se'ara e#ekti# akan menghan'urkanna" ada mesin kal!r pembakaran dalam

internal com!ustion engine$ masukna Cat-asing tersebut tidak menghalangi k!nersi

energi melalui pr!ses pembakaran"

3" <arga atalisat!r latinum 7ahal

Fuel cell ang diaplikasikan pada industri !t!m!ti# memerlukan katalisat!r ang berupa

latinum untuk membantu reaksi pembangkitan listrik" latinum adalah l!gam ang jarang

ditemui dan sangat mahal" =erdasarkan surei ge!l!gis ahli .,/$ t!tal 'adangan l!gam

platinum di dunia hana sekitar 100 juta kg =ru'e T!nn and Das ,ujit$ 2001" Dan pada

saat ini$ diperkirakan tekn!l!gi fuel cell berkapasitas 50 kW memerlukan 100 gram

platinum sebagai katalisat!r DO$ 2000" 7isalkan penerapan tekn!l!gi fuel cell berjalan

baik meliputi: penghematan pemakaian platinum pada #uel 'ell$ pertumbuhan pasar #uel

'ell rendah$ dan permintaan platinum rendah maka sebelum tahun 2030 diperkirakan sudah

tidak ada lagi l!gam platinum /nna 7!nis ,hiple and +" >eal lli!tt$ 2004" .ntuk

itulah diperlukan penelitian untuk menemukan jenis katalisat!r alternati# ang memiliki

kemampuan mirip katalisat!r dari platinum"

9



4" embekuan

,elama ber!perasi$ sistem fuel cell menghasilkan panas ang dapat berguna untuk

men'egah pembekuan pada temperatur n!rmal lingkungan" Tetapi jika temperatur lingkungan terlampau sangat dingin -10 s;d -20 maka air murni ang dihasilkan akan

membeku di dalam fuel cell dan k!ndisi ini akan dapat merusak membran fuel cell Daid

eenan$ 10;01;2004" .ntuk itu harus didesain sebuah sistem ang dapat menjaga fuel cell

tetap berada dalam k!ndisi temperatur n!rmal !perasi"

G!'(!r -. Tes 7!bil =ermesin Fuel Cell pada !ndisi =ersalju

5" Tekn!l!gi Tinggi =aru

erlu dikembangkan beberapa material alternati# dan met!de k!nstruksi ang baru sehingga

dapat mereduksi biaa pembuatan sistem fuel cell harga k!mersial saat ini untuk

pembangkit listrik dengan #uel 'ell E4000;kW 9ait Drake$ 2A;03;2005"

10



Diharapkan dimasa depan dapat dihasilkan sebuah sistem fuel cell ang lebih k!mpetiti#

dibandingkan mesin bakar;!t!m!ti# k!nensi!nal harga saat ini: 20;kW dan sistem

pembangkit listrik k!nensi!nal harga saat ini: 1000;kW 7atthe) 7" 7en'h$

24;05;2001" Tekn!l!gi baru tersebut akan mampu menghasilkan reduksi biaa$ reduksi

berat dan ukuran$ sejalan dengan meningkatna kehandalan dan umur !perasi lifetimesistem fuel cell " enggunaan sistem fuel cell dalam industri !t!m!ti# minimal harus

memiliki umur !perasi 4"000 jam ekialen 100"000 mil pada ke'epatan 25 mil per jam

dan dalam industri pembangkit listrik minimal harus memiliki umur !perasi 40"000 jam

7atthe) 7" 7en'h$ 24;05;2001"

6" etiadaan Gn#rastruktur

Gn#rastruktur pr!duksi hidr!gen ang e#ekti# belum tersedia" Tersediana tekn!l!gimanu#aktur dan pr!duksi massal ang handal merupakan kun'i penting usaha

k!mersialisasi sistem fuel cell "

E. M!!' F"e# Ce## (er/!$!r,!n e#e,tr#tn!

Fuel 'ell dapat dibedakan berdasarkan Cat elektr!lit an digunakanna" =erikut

adalah beberapa jenis elektr!lit ang digunakan"

1" /F /lkaline Fuel ell$ menggunakan O< sebagai elektr!lit"

11



2" 7F r!t!n 8'hange 7embrane Fuel ell$ bekerja pada range suhu 50 -

100 H" menggunakan membrane p!limer elektr!lit"3" F !limer le'tr!lte Fuel ell$ bekerja pada suhu diba)ah 100 $ membran

p!limer sebagai elektr!litna" arena menggunakan lapisan tipis membran p!limer$ukuran se'ara kesulurahan sangatlah ke'il"

4" /F !sp!ri' /'id Fuel ell$ bekerja pada suhu 200 $ dan asam #!s#at

<3O4 sebagai elektr!litna"5" 7F 7!lten arb!nate Fuel ell$ bekerja pada suhu 650 $ dan elektr!lit ang

digunakan adalah garam karb!nat*i2O3$ 2O3$ dll dalam bentuk larutan"

-. ,OF ,!lid O8ide Fuel ell$ bekerja pada suhu 1000$ dengan keramik padat

misal$ BrO2 sebagai elektr!litna"

F. A%#,!$ %engg"n!!n "e# e##

,aat ini$ penerapan fuel cell sebagai sumber energi sudah banak digunakan di

seluruh belahan dunia$ antara lain pada mesin m!bil$ bus$ baterai p!rtable untuk

handph!ne$ lapt!p$ D/$ pembangkit energi listrik$ atau generat!r-generat!r pada gedung-

gedung$ rumah sakit$ bandara$ dan rumah tangga"

Di /merika ,erikat sudah digunakan sebagai bahan bakar kapal selam militer laut

>a .,/" Di 9epang digunakan !leh salah satu perusahaan !t!m!ti# ternama sebagai

tekn!l!gi pada m!bil hbrid terbaruna" ,ementara di Gnd!nesia$ pengembangan fuel cell

baru memasuki tahap pengembangan pembangkit listrik skala ke'il atau sekira 2 kW"

BAB II

BATERAI

A. Pengert!n (!ter! /!n $e&!r!)n!

12



=aterai merupakan alat elektr! kimia ang dibuat untuk mensuplai listrik ke sistem

starter mesin$ sistem pengapian$ lampu-lampu dan k!mp!nen kelistrikan lainna" /lat ini

menimpan listrik dalam bentuk energi kimia$ ang dikeluarkanna bila dierlukan dan

mensuplaina ke masing-masing sistem kelistrikan atau alat ang memerlukanna"Di =aghdad pada tahun 1A30$ dari penemuan arti#ak kun! ang menemukan baterai

dalam bentuk sangat sederhana sederhana" <al ini menarik para penemuan untuk

pengembangan baterai serta 'ara pembuatan baterai" enemuan arti#ak di =aghdad tersebut

menunjukkan bah)a a)al mula ditemukanna baterai adalah di =aghdad di mana ilmu)an

Gslamlah ang mempunai k!ntribusi terbesar pada sejarah a)al perkembangan baterai"

>amun$ ang ter'atat se'ara pasti dalam sejarah adalah akni jenis-jenis baterai a)al ang

dibuat !leh manusia akni sel Daniell$ sel *e'lan'he$ dan sel aki"

ajian-kajian mendalam mengenai k!nsep dasar ang dikembangkan dengan

penelitian berkelanjutan akhirna menuju pada suatu hal ang semakin maju seperti ang

kita rasakan sekarang" !nsep-k!nsep dasar itu antara lain hantaran elektr!lit$ !ksidasi-

reduksi$ dan sel elektr!kimia" Hantaran ele'trolit men'akup kemampuan suatu larutan

untuk menghantarkan listrik akibat di'elupna dua buah elektr!da kat!da dan an!da"

O'sidasi(redu'si adalah suatu k!nsep untuk menatakan kemampuan suatu sel elektr!kimia

untuk mengadakan serah-tertima elektr!n" /dapun sel ele'tro'imia adalah sel ang mampu

mengubah energi listrik menjadi energi kimia atau sebalikna serta terdiri dari dua buah

elektr!da kat!da dan an!da ang di'elupkan pada suatu larutan elektr!lit dengan atau

tanpa jembatan garam"Dalam mengembangkan suatu penelitian khususna dalam hal baterai$ sangat perlu

untuk meneng!k akan sejarah penemuan dan pembuatan baterai karena dengan berbekal

sejarahlah sese!rang dapat mengembangkan sesuatu ang lebih maju dan in!ati#" ,ejarah

menjadi sebuah m!dal penting dalam perkembangan Caman" Dalam makalah ini$ akan

dibahas mengenai sejarah baterai a)al mula ditemukanna baterai serta dalam makalah

ini pula akan dibahas mengenai tiga jenis baterai ang lebih a)al ditemukan akni sel

Daniell$ sel *e'lan'he$ dan sel timbal-asam" g!!gle$artikel kimia=aterai ada dua tipe aitu baterai kering dan baterai basah" =aterai ang digunakan

untuk m!t!r$ m!bil maupun truk adalah baterai jenis basah" ada kendaraan se'ara umum

13



baterai ber#ungsi sebagai sumber energi listrik pada kendaraan$ namun bila kita amati lebih

detail maka #ungsi baterai adalah:

1" ,aat mesin mati sebagai sumber energi untuk menghidupkan asess!ris$ penerangan$dsb"

2" ,aat starter untuk mengidupkan sistem starter 3" ,aat mesin hidup sebagai stabiliser suplai listrik pada kendaraan$ dimana pada saat

hidup energi listrik bersumber dari alternat!r"

B. K'%nen B!ter!

Di dalam baterai m!bil terdapat elektr!lit asam sul#at$ elektr!da p!siti# dan negati#

dalam bentuk plat" lat-plat dibuat dari timah atau berasa dari timah" arena itu baterai

tipe ini sering disebut baterai timah" +uangan dalamna dibagi menjadi beberapa sel

biasana 6 sel$ untuk baterai m!bil dan di dalam masing-masing sel terdapat beberapa

elemen ang terendam dalam elektr!lit"

1. lemen =aterai

/ntara plat-plat p!siti# dan plat-plat negati# masing-masing dihubungkan

!leh plate strap pengikat plat terpisah" Gkatan plat-plat p!siti# dan negati# ini

dipasangkan se'ara berselang-seling ang dibatasi !leh separat!r dan #iberglass"

9adi satu kesatuan dari plat$ separat!r dan #iberglass disebut elemen baterai"

enusunan plat-plat seperti ini tujuanna memperbesar luas singgungan antara

bahan akti# dan elektr!lit$ agar listrik ang dihasilkan besar" Dengan kata lain

kapasitas baterai menjadi besar"(aa elektr!m!ti# 7 ang dihasilkan satu sel kira-kira 2$1 &$ pada

segala ukuran plat" arena baterai m!bil mempunai 6 sel ang dihubungkan se'ara

seri$ 7 !utput ang dihasilkan ialah kira-kira 12 &!lt"

2. lektr!lit

lektr!lit baterai ialah arutan asam sul#at dengan air sulingan" =erat jenis

elektr!lit pada baterai saat ini dalam keadaan pnuh ialah 1$260 atau 1$2I0 pada

temperatur 20H " erbedaan ini disebabkan perbandingan antara air sulingan

dengan asam sul#at pada masing-masing tipe berbeda" lektr!lit ang berat jenisna

14



1$260 mengandung 65J air sulingan dan 35J asam sul#at$ sedangkan elektr!lit

ang berat jenisna 1$3I0 mengandung 63J air sulingan dan 3%J asam sul#at"lekt!lit baterai adalah asam ang kuat$ sehingga dapat membakar kulit$

mata dan merusak pakaian" =ila elektr!lit mengenai kulit atau pakaian$ basuhlahsegera dengan air$ dan netralkan asam dengan 'ampuran s!da s!dium bi'arb!nate

K>a<O3L dan air" =ila asam mengenai mata$ bilaslah dengan air beberapa menit$

kemudian hubungilah d!kter"

*. !tak =aterai

Wadah ang menampung elektr!lit dan elemen baterai disebut k!tak baterai"

+uangan dalamna dibagi menjadi 6 ruangan atau sel" ada k!tak baterai terdapat

garis tanda permukaan atas dan ba)ah upper leel dan l!)er leel"

lat-plat p!sisina ditinggikan dari dasar dan diberi penekat$ tujuanna

agar tidak terjadi hubungan singkat apabila ada bahan akti# timah dan lain-lain

terjatuh dari plat"4" ,umbat &entilasi

,umbat entilasi adalah tutup untuk lubang pengisian elektr!lit" Di samping

itu untuk memisahkan gas hidr!gen ang terbentuk saat pengisian dan uap asam

sul#at di dalam baterai dengan 'ara membiarkan gas hidr!gen keluar le)at lubang

entilasi sedangkan uap asam sul#at mengembun pada tepian entilasi dan menetes

kembali ke ba)ah"

" 3en$43en$ B!ter!

1" >iD ni'kel-'admium batter ; >i'ad =aterai jenis ini merupakan generasi pertama" =erkapasitas besar$ baterai ini

'!'!k untuk p!nsel lama ang bertenaga besar" ,esuai dengan ukuran dan

kapasitasna" r!ses pengisian ulang pun 'ukup merep!tkan$ misalna pengisian

ulang harus dilakukan pada saat daa baterai benar-benar habis" arena baterai

>iD memiliki memory effect $ semakin lama kapasitasna akan menurun jika

pengisian belum benar-benar k!s!ng",ingkatan >iad adalah merek dagang terda#tar dari #"FT Corporation$

meski pr!duk ini umumna digunakan untuk menjelaskan seluruh baterai nikel-

kadmium" Di sisi lain$ singkatan >id berasal dari simb!l kimia dari nikel >i dan

15



kadmium d$ !leh karena itu jangan menjadi bingung dengan rumus kimia "

/da dua jenis baterai >id: disegel dan diberi entilasi

G!'(!r . !nt!h baterai >iD ni'kel-'admium batter ; >i'ad

2" >i7< >i'kel 7etal <dride(enerasi selanjutna dari baterai adalah >i7<" =aterai isi ulang ini masih

memiliki mem!r e##e't namun hana bersi#at sementara" 9adi lebih #leksibel

dibanding dengan >iD" .ntuk pengisian ulang baterai ini tidak perlu menunggu

benar-benar habis$ namun dengan k!nsekuensi akan terasa 'epat habis" >amun hal

ini hana berlangsung sementara$ saat habis isi kembali dan kemampuanna akan

kembali n!rmal lagi"embuangan baterai >i7< ang tidak benar menimbulkan bahaa

lingkungan kurang dari baterai >id karena tidak adana kadmium"

G!'(!r 6. !nt!h baterai >i7< >i'kel 7etal <dride

3" *i-G!n *ithium G!n

16



Dibanding dengan 2 generasi sebelumna$ tpe ini tidak lagi memiliki

mem!r e##e't" 9adi anda bisa mengisi ulang tanpa menunggu baterai habis" =aterai

*i-G!n memiliki Mli#e ''leN siklus hidup ang lebih pendek" =ahkan apabila

di'harges berlebihan baterai lithium i!n akan menurun kemampuanna dibanding

>iD atau >i7<"*ithium-i!n adalah salah satu jenis ang paling p!puler$ dengan salah satu

ang terbaik energ-t!-)eight rati!s $ tidak ada e#ek mem!ri $ dan lambat dalam

penurunan daa jika tidak digunakan" ,elain digunakan untuk peralatan elektr!nik$

baterai lithium-i!n ang semakin meningkat p!pularitasna juga dipergunakan

untuk pertahanan$ !t!m!ti#$ dan aplikasi ruang angkasa karena kepadatan energi

ang tinggi" >amun$ beberapa jenis perlakuan dapat menebabkan baterai lithium-

i!n k!nensi!nal dapat meledak"

G!'(!r 7. !nt!h baterai *i-G!n *ithium G!n

4" *i-p! *ithium p!lmer!limer i!n baterai-*ithium$ lithium i!n p!limer$ atau lebih umum baterai

lithium p!lmer disingkat *i-p!li$ *i-!l$ *i!$ *G$ *G atau *i adalah baterai

isi ulang baterai sel sekunder" =iasana baterai ini terdiri dari beberapa sel

sekunder ang identik di samping paralel untuk meningkatkan kemampuan debit

saat ini"Tipe ini telah bere!lusi dari tekn!l!gi baterai lithium-i!n " erbedaan

utama adalah bah)a lithium salt elektr!lit tidak ditempatkan dalam !rgani'

17



s!lent tetapi dalam p!limer padat k!mp!sit misalna p!lietilen !8ide atau

p!la'rl!nitrile " euntungan dari p!limer *i-i!n atas desain lithium-i!n

berp!tensi lebih rendah termasuk biaa pembuatan$ kemampuan beradaptasi

terhadap berbagai bentuk kemasan$ dan kekasaran" *ithium-i!n baterai p!limer

mulai mun'ul dalam peralatan elektr!nik k!nsumen sekitar tahun 1AA6" Gni generasi

paling baru dari baterai isi ulang" ,elain ramah lingkungan$ keunggulanna diatas

baterai *i-i!n$ untuk pera)atan baterai *ithium !lmer$ tak jauh berbeda dengan

*ithium G!n" >amun penangananna harus ekstra hati-hati mengingat si#atna ang

'ukup MliPuidN dengan tekanan 'ukup keras bisa menebabkan bentuk baterai

berubah"elemahan *i-p! justru mengharuskan kita mengisi ulang baterai jangan

sampai menunggu p!nsel mati dengan sendirina" /tau sebisa mungkin ketika

p!nsel memberikan peringatan baterai lemah" 9ika tidak$ p!nsel akan susah untuk

diakti#kan karena baterai belum pulih"5"

G!'(!r 7. !nt!h baterai *i-p!

*ithium p!lmer

D. Prn$% Ker&! B!ter!

=aterai adalah suatu pr!ses kimia

listrik$ dimana pada saat

pengisian;'as;charge energi listrik

diubah menjadi energi kimia dan saat

pengeluaran;discharge energi kimia

diubah menjadi energi listrik"

=ateraidalam hal ini adalah akiQ aki

m!bil;m!t!r;mainan terdiri dari sel-sel dimana tiap sel memiliki tegangan sebesar 2 &$

artina aki m!bil dan aki m!t!r ang memiliki tegangan 12 & terdiri dari 6 sel ang

dipasang se'ara seri 12 & ? 6 8 2 & sedangkan aki ang memiliki tegangan 6 &

memiliki 3 sel ang dipasang se'ara seri 6 & ? 3 8 2 &" /ntara satu sel dengan sel

lainna dipisahkan !leh dinding penekat ang terdapat dalam bak =aterai$ artina tiap

18



ruang pada sel tidak berhubungan karena itu 'airan elektr!lit pada tiap sel juga tidak

berhubungan dinding pemisah antar sel tidak b!leh b!'!r atau merembes"Di dalam satu sel terdapat susunan pelat pelat aitu beberapa pelat untuk kutub

p!siti# antar pelat dipisahkan !leh kau$ eb!nit atau plastik$ tergantung tekn!l!gi angdigunakan dan beberapa pelat untuk kutub negati#" =ahan akti# dari plat p!siti# terbuat

dari !ksida timah '!klat bO2 sedangkan bahan akti# dari plat negati# ialah timah b

berp!ri seperti bunga karang" elat-pelat tersebut terendam !leh 'airan elektr!lit aitu

asam sul#at <2,O4"" R!ng!,!n D!#!' Pe'!,!!n D!n Peng$!n B!ter!

Re!,$ K'! %!/! B!ter!

=aterai merupakan pembangkitan listrik se'ara kimia" *istrik dibangkitkan akibat

reaksi kimia antara plat p!sitip$ elektr!lit baterai dan plat negatip" ,aat baterai

dihubungkan dengan sumber listrik arus searah maka terjadi pr!ses pengisian charge"

r!ses tersebut se'ara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut:

lat R R lektr!lit R lat - lat R R lektr!lit R lat - b ,O4 R 2 <2O R b,O4 bO2 R 2<2,O4 R b

,aat sistem starter ber#ungsi maka energi listrik ang tersimpan di baterai akan mengalir

ke beban$ pr!ses ini sering disebut pr!ses peng!s!ngan dis'harge" r!ses peng!s!ngan

se'ara kimia dapat dirumuskan sebagai berikut:

lat R R lektr!lit R lat - lat R R lektr!lit R lat - b ,O4 R 2<2,O4 R b,O4 bO2 R 2 <2O R b

Dari reaksi kimia tersebut terdapat perbedaan elektr!lit baterai saat kapasitas

baterai penuh dan k!s!ng$ dimana saat baterai penuh elektr!li terdiri dari 2<2,O4$

sedangkan saat k!s!ng elektr!lit batarai adalah 2<2O"

R!ng,!!n n$t!#!$ %e'!,!!n (!ter!

1" +angkaian seriada +angkaian ,eri jika dua buah baterai di jumper menjadi satu rangkaian$

maka teganganna akan bertambah tetapi arusna tetap

19



2" +angkaian paralelada +angkaian aralel jika dua buah baterai di jumper menjadi satu$ maka

teganganna tidak bertambah tetap tetapi arusna bertambah"3" +angkaian seri parallel

ada +angkaian ,eri-aralel$ jika tiga buah baterai di jumper menjadi satu$

maka teganganna bertambah$ terakumulasi hana dua buah baterai dan arusna

pun bertambah lebih besar"

R!tng K!%!$t!$ B!ter!

nergi ang tersimpan dalam baterai harus 'ukup kuat untuk starter$ untuk itu baterai

harus terisi penuh" apasitas baterai menunjukkan jumlah listrik ang disimpan baterai

ang dapat dilepaskan sebagai sumber listrik" apasitas baterai dipengaruhi !leh ukuran

plat$ jumlah plat$ jumlah sel dan jumlah elektr!lit baterai" Terdapat 3 ukuran ang sering

menunjukkan kapasitas baterai$ aitu:

1" ranking urrent /mpere /apasitas baterai tergantung pada bahan plat ang bersinggungan dengan

larutan elektr!lit$ bukan hana jumlah plat tetapi besar ukuran luas permukaan

singgung pada plat ang akan menentukan kapasitasna" The Gnternasi!nal

standard memberikan nilai untuk 'apasitas baterai dengan ,/ ranking urrent

atau !ld ranking urrent / !ld ranking /mpere" >ilai / dari suatu

baterai adalah arus dalam ampere dari baterai ang diisi penuh sehingga dapat

memberikan arus untuk 30 detik pada 1I derajat elsius selama itu tetap menjaga

tegangan setiap sel 1"2 !lt atau lebih"2" +esere apa'it

apasitas laanan adalah banakna )aktu dalam menit pada baterai ang

diisi penuh dapat memberikan arus sebesar 25 ampere pada 2% derajat elsius

setelah sistim pengisian dilepas" Tegangan tidak b!leh turun diba)ah 1"%5 !lt per

sel 10"5 !lt t!tal untuk baterai 12 !lt" apasitas baterai adalah banakna arus

pada baterai ang diisi penuh dapat menediakan arus selama 20 jam pada 2%

derajat elsius$ tanpa penurunan tegangan tiap sel diba)ah 1"%5 !lt" ,ebagai

20



'!nt!h: ,ebuah =aterai ang se'ara terus menerus mengalirkan 3 ampere untuk 20

jam dinilai memiliki 60 /<" +umus menentukan kapasitas baterai adalah:

/< ? / amper 8 < 9am

9G, mende#inisikan kapasitas baterai sebagai jumlah listrik ang dilepaskan

sampai tegangan pengeluaran akhir menjadi 10$5 & dalam 5 jam" ,ebagai '!nt!h

baterai dalam keadaan terisi penuh dikeluarkan muatanna se'ara terus menerus 10

/ selama 5 jam sampai men'apai tegangan pengeluaran akhir 10$5 &" 7aka

kapasitas baterai ialah 50 /< 10 8 5 jam 1 O'"

F. Pe'er,$!!n D!n Per!8!t!n B!ter!Me'er,$! B!ter!

=aterai harus diperiksa se'ara peri!dik dan diuji kemampuanna" Terdapat 3

kel!mp!k pemeriksaan dan pengujian baterai ang sering dilakukan$ aitu:1" emeriksaan &isual2. emeriksaan elektr!lit dan keb!'!ran*. engujian =eban

Pe'er,$!!n V$"!# B!ter!

emeriksaan isual meliputi :1" !tak baterai :

!tak baterai sering mengalami kerusakan ang dapat didenti#ikasi se'ara

isual$ jenis kerusakan k!tak baterai antara lain: k!tak retak akibat benturan$

mengembang akibat !er 'harging$ b!'!r akibat keretakan atau mengembang2" ,el-sel baterai :

,el baterai sering mengalami gannguan aitu sell ang mengembang akibat !er

'harging maupun mengkristal dan sel ang r!nt!k karena getaran$ kualitas ang

kurang baik maupun usia baterai3" Terminal baterai dan k!nekt!r kabel:

Terminal baterai dan k!nekt!r merupakan bagian baterai ang sering mengalami

kerusakan$ bentuk kerusakan paling banak adalah k!r!si ang disebabkan !leh

uap elektr!lit baterai maupun panas akibat kenekt!r kend!r atau k!t!r 4" 9umlah elektr!lit:

9umlah elektr!lik perlu diperiksa se'ara peri!di'" =ila pengisian berlebihan

!er 'harging maka elektr!lit 'epat berkurang karena penguapan berlebihan"

emeriksaan jumlah elektr!lit dapat dilakukan dengan 'epat karena k!tak dibuat

21



dari plasti' ang tembus pandang" 9umlah elektr!lit harus berada diantara garis

.pper *eel dan *!)er *eel"5" abel =aterai:

abel baterai dialiri arus ang sangat besar$ saat mesin distarter besar arus

dapat men'apai 250 500 /$ tergantung dari daa m!t!r starter$ dengan arus

sebesar itu kabel akan panas" anas pada kabel menebabkan elasitas kabel

menurun$ is!lat!r muda pe'ah dan terkupas$ hal ini terjadi terutama pada

is!lat!r dekat dengan terminal baterai"6" emegang =aterai:

emengang baterai harus dapat mengikat baterai dengan kuat agar g!n'angan

baterai dapat dihindari$ sehingga usia baterai dapat lebih lama" (angguan pada

pemegang baterai antara lain kend!r akibat mur pengikat karat untuk itu

lindungi mur dengan meng!leskan aselin; grease"

BAB III

PENUTUP

22



Dalam #uel 'ell terdapat pr!ses elektr!kimia ang merubah hidr!gen menjadi air"

r!ses ang terjadi adalah hidr!gen masuk ke dalam #uel 'ell lalu berdi#usi$ menghilangkanelektr!n dengan katalis dan mele)ati mebran agar dapat bereaksi dengan !ksigen ang

berasal di alam$ sehingga akan membentuk air murni H

2O

"

/plikasi #uel 'ell sebagai sumber energi dapat digunakan pada mesin m!bil$ bus$

baterai p!rtable untuk handph!ne$ lapt!p$ D/$ pembangkit energi listrik$ atau generat!r-

generat!r pada gedung-gedung$ rumah sakit$ bandara$ dan rumah tangga"

=aik baterai maupun #uel 'ell memiliki kelebihan dan kekuranganna masing-

masing menurut aplikasina pada bidang tertentu"

DAFTAR PUSTAKA

23



=atan"2012" Prospe' etanol untu' )ahan )a'ar " Diakses dari

http:;;)))"batan"g!"id;mediakita;'urrent;mediakita"phpSgr!up?/rtikel

J20*epasartikel?tk1hlm?1 pada tanggal 1A 7ei 2013

her!n" 2013" Fuel Cells" Diakses dari

http:;;)))"'her!n"'!m;delieringenerg;#uel'ells; pada tanggal 1A 7ei 2013

,D7" 2011" Hand!oo' of Energy* Economics #tatistics of +ndonesia" Diakses dari

)))"esdm"g!"id pada tanggal 1A 7ei 2013

7artaningtas$ De)i" 2005" Energi Hi,au )erlim!ah Uap "ir " diakses dari

http:;;)))"energi"lipi"g!"id;utama"'giSartikel1111012AA%6 pada tanggal 1A 7ei 2013

Temp!" 2012" engapa Emisi -ar!on unia Harus ite'an/. Diakses dari

http:;;)))"temp!"'!;read;ne)s;2012;11;26;06144412A;7engapa-misi-arb!n-Dunia-<arus-Ditekan pada tanggal 1A 7ei 2013

7atthe) 7" 7en'h$ ha!-ang Wang and ,te#an T" Thnell"$ "n +ntroduction to Fuel

Cells and %elated Transport Phenomena$ Dept !# 7e'hani'al and >u'lear ngineering$

ennslania ,tate .niersit$ .,/$ pp: 3 4$ 24;05;2001

Daid eenan$ Fuel Cell Companies$ 7innes!ta Futurists Finan'ial Futures ,G($ .,/$

10;01;2004"

9ait Drake$ Fuel Cells0 Concept Today1 Practical Tomorro&/$ (illette Te'hni'al enter

>eedham$ 2A;03;2005"

/nna 7!nis ,hiple and +" >eal lli!tt$ #tationary Fuel Cells0 Future Promise1 Current

Hype1 "merican Council for an Energy(Efficient Economy$ Washingt!n D"$ 7ar'h 2004"

=ru'e T!nn and Das ,ujit$ "n "ssessment of Platinum "aila!ility for "danced Fuel Cell

3ehicles$ Oak +idge$ Tenn": Oak +idge >ati!nal *ab!rat!r$ 2001"

.nited Te'hn!l!gies !rp!rati!n$ )enefits of the PC 24 Fuel Cell Po&er Plant $ ,!uth

Winds!r !nn": .nited Te'hn!l!gies !rp!rati!n$ 2002"

24

http://www.batan.go.id/mediakita/current/mediakita.php?group=Artikel%20Lepas&artikel=tk1&hlm=1


http://www.chevron.com/deliveringenergy/fuelcells/

http://www.esdm.go.id/

http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1111012997&6

http://www.tempo.co/read/news/2012/11/26/061444129/Mengapa-Emisi-Karbon-Dunia-Harus-Ditekan


http://www.utcfuelcells.com/commercial/%20pc25summary.shtml

http://www.chevron.com/deliveringenergy/fuelcells/

http://www.esdm.go.id/

http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1111012997&6



http://www.utcfuelcells.com/commercial/%20pc25summary.shtml





=luestein$ 9!el nerg and nir!nmental /nalsis$ Gn'"$ ers!nal !mmuni'ati!n$

O't!ber 2002"

,te#an (eiger$ Fuel Cells in "ustria1 +taly and #&itzerland 5 " #urey of current eelopments$ 2004"

http://www.fuelcelltoday.com/




tugas uts fuel cell

Documents