EKSERGI Jurnal Teknik Energi Vol 15 No. 1 Januari 2019; 27- 34 27 TEKNOLOGI PEMBANGKIT LISTRIK ENERGI BARU TERBARUKAN MENGGUNAKAN PROTON EXCHANGE MEMBRANE (PEM) FUEL CELL SKALA KECIL Yusuf Dewantoro H, Anis Roihatin Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Semarang masyusufdh@polines.ac.id Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk menguji dan menganalisa unjuk kerja paling baik PEM Fuel Cell terhadap pengaruh laju aliran gas hidrogen dan oksigen. Metode yang digunakan dari studi literatur dan pengumpulan data untuk mendesain alat, disertai bimbingan dengan dosen agar hasilnya maksimal. Setelah itu, barulah diadakan pengadaan bahan untuk proses pembuatan alat agar dapat diuji. Pada pengujian elektroliser dilakukan variasi konsentrasi KOH dan arus input, sedangkan pada pengujian fuel cell dilakukan variasi laju aliran gas H 2 dan O 2 serta beban menggunakan lampu LED dioda. Dari hasil pengujian dan perhitungan elektroliser jumlah produksi gas hidrogen paling tinggi pada konsentrasi 2M dengan arus 20A sebesar 189,3 ml dan efisiensi tertinggi sebesar 93,5% . Dari data tersebut digunakan untuk menguji fuel cell. Pada fuel cell efisiensi tertinggi dan unjuk kerja paling bagus ada pada pemberian input gas H 2 0,81 ml/s dan O 2 0,45 ml/s dengan nilai efisiensi 4,25% dan nilai SFC 0,7 kg/kWh. Kata kunci: Fuel Cell, pembangkit listrik ,konsentrasi KOH , laju aliran dan variasi beban. 1. PENDAHULUAN Energi merupakan kebutuhan pokok manusia dan konservasi energi terus dilakukan. Kayu, batubara hingga minyak bumi adalah sederetan sumber energi yang ketersediannya sudah mulai menipis. Energi fosil khususnya minyak bumi dan batu bara adalah sumber energi utama dan sebagai sumber devisa negara. Salah satu penggunaannya adalah sebagai pembangkit listrik. Dan salah satu bentuk energi terbarukan yang saat ini menjadi perhatian besar pada banyak negara, terutama di negara maju adalah hidrogen. Hidrogen diproyeksikan oleh banyak negara akan menjadi bahan bakar masa depan yang lebih ramah lingkungan dan lebih efisien. Dimana suplai energi yang dihasilkan sangat bersih karena hanya menghasilkan uap air sebagai emisi selama berlangsungnya proses (Neni Muliawati, 2008). Fuel cell atau sel bahan bakar adalah perangkat elektrokimia, yang secara langsung mengubah energi kimia (gas hidrogen) menjadi energi listrik. Dasar struktur fisik fuel cell terdiri dari lapisan elektrolit, diapit oleh anoda dan katoda di sisi lain. Salah satu jenis Fuel Cell yaitu Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell PEM Fuel Cell beroperasi pada suhu di bawah 100 o C, dengan efisiensi stack dari urutan 50%. Operasinya rendah suhu memungkinkan sel bahan bakar ini untuk memulai relatif cepat, membuat teknologi ini sangat baik disesuaikan dengan aplikasi transportasi. Kisaran daya PEMFC khas adalah dari beberapa miliwatt ke beberapa ratus kilowatt. Elektrolit PEMFC umumnya adalah polimer perfluorinated membran yang mampu membawa ion hidrogen (yaitu proton). Keuntungan utama PEMFC adalah sebagai berikut: - Elektrolit padat: tidak ada risiko kebocoran elektrolit : - Suhu operasi rendah, yang berarti bahwa sel tidak butuh waktu lama untuk pemanasan sebelum beroperasi penuh; - Daya spesifiknya tinggi, dan bisa setinggi 1 kW / kg. Namun, mereka memiliki Kekurangannya sendiri : - Membran harus disimpan dalam tingkat hidrasi yang baik untuk mentransfer proton hidrogen. Jika kondisi ini tidak terpenuhi, ada risiko kerusakan membran, yang akan menyebabkan degradasi sel bahan bakar itu sendiri. (Fei Gao, dkk, 2012).