ANALISIS PENGARUH POROSITAS TERHADAP DISTRIBUSI TEMPERATUR ANODA SOLID OXIDE FUEL CELL

Abstract

Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) adalah sebuah peralatan elektrokimia yang mengubah bahan bakar gas menjadi energi listrik secara langsung tanpa melalui proses pembakaran. Produk buangan dari hasil proses konversi energi berupa uap air dan panas apabila menggunakan bahan bakar hydrogen. Komponen utama dari sebuah perlatan SOFC berupa anoda, elekrolit, dan katoda. Kinerja SOFC sangat dipengaruhi salah satunya oleh porositas pada anoda dan katoda. Penelitian ini menyajikan hubungan antara porositas anoda dan distribusi temperatur dengan menggunakan pendekatan metode pemodelan komputasi dinamika fluida (CFD). Pada penelitian ini pemodelan komputasi dinamika fluida diselesaikan dengan bantuan perangkat lunak Fluent. Model geometri pada penelitian ini menggunakan anoda SOFC tipe radial planar. Standar deviasi dan perbedaan temperatur diantara permukaan anoda dan elektrolit digunakan sebagai sumber analisis. Distribusi temperatur yang tidak seragam akan naik apabila porositas anoda dan laju aliran gas meningkat. Hal ini menunjukkan bahwa gradien temperatur semakin besar pada porositas yang tinggi, sehingga diprediksi dapat meningkatkan tegangan thermal pada material anoda SOFC. Kata Kunci: SOFC, anoda, porositas, temperatur. Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) is an electrochemical equipment that converts gas into electricity directly. The waste products resulting from SOFC are water vapor and heat when using hydrogen gas. The electrode of the SOFC is the anode, electrolyte and cathode. The performance of SOFC is influenced porosity of the electrode. This study explained the relationship between porosity of the anode and temperature distribution using computational fluid dynamics modeling approach (CFD). In this study, CFD modeling was done by using Fluent software. The geometry model of computational modeling is a planar radial-type SOFC. The assumptions of some boundary conditions used from the study of literature and the object of study. The standard deviation and the different of temperature of the anode-electrolyte surface used to analyse the result. Non-homogenous temperature distribution rise if the anode porosity and gas flow rate is increasing. This indicates the gradient of temperature is bigger in the higher porosity, which may cause increased thermal stress in the materials of anode SOFC. Keywords: SOFC, anode, porosity, temperature.