Membran penukar proton: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k replaced: elektroda → elektrode |
Ibuperiwiki (bicara | kontrib) Fitur saranan suntingan: 3 pranala ditambahkan. |
||
| (3 revisi perantara oleh satu pengguna lainnya tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
'''Membran penukar proton''', atau '''membran polimer elektrolit''' ('''{{lang-en|polymer-electrolyte membrane}}; PEM'''), adalah sebuah [[Membran penukar ion|membran semipermeabel]] yang secara umum dibuat dari [[ionomer]] dan dirancang untuk [[konduktor proton|menghantarkan]] [[proton]] ketika berperan sebagai suatu [[insulator]] listrik dan penghalang [[reaktan]], seperti untuk gas [[oksigen]] dan [[hidrogen]].<ref name="NasaTechBriefs">{{cite techreport | url=http://www.techbriefs.com/component/content/article/9-ntb/tech-briefs/physical-sciences/1440 | title=Alternative electrochemical systems for ozonation of water | accessdate=17 Januari 2015 | institution=[[NASA]] | date=20 Maret 2007 | work=NASA Tech Briefs | number=MSC-23045 |language=en}}</ref> Ini merupakan fungsi penting mereka ketika dimasukkan ke dalam [[membran elektrode perakitan]] ({{lang-en|membrane electrode assembly}}; MEA) dari [[sel bahan bakar]] [[sel bahan bakar membran penukar proton|membran penukar proton]] atau dari suatu [[Elektrolisis membran polimer elektrolit|elektroliser membran penukar proton]]: pemisahan [[reaktan]] dan pengangkutan proton sambil menghalau jalur listrik langsung melalui membran.
PEM dapat dibuat dari [[membran]] [[polimer]] murni atau dari membran [[material komposit|komposit]], di mana material lain tertanam dalam matriks polimer. Salah satu bahan PEM yang paling umum dan tersedia secara komersial adalah [[fluoropolimer]] (PFSA)<ref>{{cite journal |url=http://web.anl.gov/PCS/acsfuel/preprint%20archive/Files/49_2_Philadelphia_10-04_1065.pdf |title=Novel inorganic/organic hybrid electrolyte membranes |format=PDF |author=Zhiwei Yang |year=2004 |volume=49 |issue=2 |pages=599 |journal=Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem. |display-authors=etal |language=en |access-date=2018-06-17 |archive-date=2017-04-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170428134210/https://web.anl.gov/PCS/acsfuel/preprint%20archive/Files/49_2_Philadelphia_10-04_1065.pdf |dead-url=yes }}</ref> [[Nafion]], sebuah produk [[DuPont]].
<ref name="patent">{{Cite patent|country=US|number=5266421|status=patent|title=US Patent 5266421 – Enhanced membrane-electrode interface|pubdate=|gdate=30 November 2008|fdate=12 Mei 1992|pridate=|invent1=Townsend, Carl W.|invent2=Naselow, Arthur B.|assign1=[[Hughes Aircraft]]|assign2=|class=H01M8/10B2|language=en}}</ref> Sedangkan Nafion adalah ionomer dengan tulang punggung ter-perfluorinasi seperti [[Teflon]],<ref name = "Nafion">{{cite web |url=http://news.softpedia.com/news/New-Proton-Exchange-Membrane-Developed-74083.shtml |title=New Proton Exchange Membrane Developed – Nafion promises inexpensive fuel-cells |accessdate=2008-07-18 |author=Gabriel Gache |date=17 Desember 2007 |work= |publisher=[[Softpedia]]|language=en}}</ref> terdapat banyak motif struktural lain yang digunakan untuk membuat ionomer untuk membran penukar proton. Banyak yang menggunakan polimer polarikomatik, sementara yang lain menggunakan polimer terfluorinasi sebagian.
Baris 12:
[[Sel bahan bakar]] membran penukar proton ({{lang-en|proton-exchange membrane fuel cells}}; PEMFC) diyakini sebagai jenis sel bahan bakar yang paling menjanjikan untuk bertindak sebagai pengganti [[bahan bakar fosil|sumber tenaga kendaraan]] untuk mesin pembakaran dalam [[bensin]] dan [[solar]]. Sel bahan bakar ini sedang dipertimbangkan untuk diaplikasikan pada mobil karena biasanya memiliki [[suhu]] operasi yang rendah (~80 °C) dan waktu mulai yang cepat, termasuk dari kondisi beku. PEMFC beroperasi pada efisiensi 40-60% dan dapat memvariasikan output agar sesuai dengan permintaan. Pertama kali digunakan pada 1960-an untuk [[Proyek Gemini]] NASA, PEMFC saat ini sedang dikembangkan dan didemonstrasikan dari [[daya listrik]] ~100 [[Watt|kW]] pada mobil hingga [[pembangkit listrik]] berdaya 59 MW.
PEMFC memiliki kelebihan dibandingkan jenis sel bahan bakar lainnya seperti [[sel bahan bakar oksida padat]] (SOFC). PEMFC beroperasi pada suhu yang lebih rendah, lebih ringan dan lebih kompak, yang membuatnya ideal untuk aplikasi seperti mobil. Namun, beberapa kekurangannya adalah: suhu operasi ~80 °C terlalu rendah untuk kogenerasi seperti di SOFC, dan bahwa [[elektrolit]] untuk PEMFC harus jenuh air. Namun, beberapa mobil sel bahan bakar, termasuk [[Toyota Mirai]], yang beroperasi tanpa pengatur [[Kelembapan|kelembaban]], mengandalkan pembentukan air yang cepat dan tingkat [[difusi]] balik yang tinggi melalui membran tipis untuk menjaga [[hidrasi]] membran, serta ionomer di lapisan [[katalis]]. PEMFC suhu tinggi beroperasi antara 100 °C dan 200 °C, berpotensi menawarkan manfaat untuk kinetika elektrode dan manajemen panas, dan toleransi yang lebih baik terhadap bahan bakar pengotor, khususnya [[karbon monoksida|CO]] dalam proses reformasi. Peningkatan ini berpotensi dapat menyebabkan efisiensi sistem keseluruhan yang lebih tinggi. Namun, keuntungan ini belum direalisasikan, karena membran [[asam sulfonat]] ter-perfluorinasi ({{lang-en|perfluorinated sulfonic acid}}; PFSA) standar emas kehilangan fungsi cepat pada 100 °C dan di atas jika hidrasi turun di bawah ~100%, dan mulai merayap di kisaran suhu ini, menghasilkan penipisan lokal dan keseluruhan umur sistem yang lebih rendah. Sebagai hasilnya, konduktor proton anhidrat baru, seperti kristal plastik ionik organik protik ({{lang-en|protic organic ionic plastic crystals}}; POIPC) dan [[cairan ionik]] protik, secara aktif dipelajari untuk pengembangan PEM yang sesuai.<ref>
{{cite journal
|author1=Jiangshui Luo |author2=Annemette H. Jensen |author3=Neil R. Brooks |author4=Jeroen Sniekers |author5=Martin Knipper |author6=David Aili |author7=Qingfeng Li |author8=Bram Vanroy |author9=Michael Wübbenhorst |author10=Feng Yan |author11=Luc Van Meervelt |author12=Zhigang Shao |author13=Jianhua Fang |author14=Zheng-Hong Luo |author15=Dirk E. De Vos |author16=Koen Binnemans |author17=Jan Fransaer |year=2015
Baris 49:
== Aplikasi komersial ==
Sel bahan bakar PEM telah digunakan untuk menggerakkan berbagai kendaraan mulai dari [[mobil]] hingga [[drone]].<ref>{{Cite web|url=http://fuelcells.org/uploads/carchart.pdf|title=Fuel Cell Vehicles|date=|website=|publisher=|accessdate=|language=en|archive-date=2016-03-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20160304065652/http://fuelcells.org/uploads/carchart.pdf|dead-url=yes}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.popsci.com/could-hydrogen-fuel-cell-drone-work|title=Could This Hydrogen-Powered Drone Work?|website=Popular Science|accessdate=7 Januari 2016 |language=en}}</ref> 3,000 mobil bertenaga sel bahan bakar akan dijual atau disewakan pada tahun 2016 secara global, dengan 30,000 ditujukan untuk tahun 2017. [[Ballard Power Systems]] telah mengembangkan pasar komersial yang benar-benar layak memasok ''forklift''.
== Lihat pula ==
Baris 69:
== Pranala luar ==
* {{en}} [http://www.evworld.com/article.cfm?storyid=933 Baterai elektrolit polimer padat kering] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110710210351/http://www.evworld.com/article.cfm?storyid=933 |date=2011-07-10 }}
* {{en}} [http://www.cder.dz/A2H2/Medias/Download/Proc%20PDF/PARALLEL%20SESSIONS/%5BS05%5D%20Production%20-%20Water%20Electrolysis/14-06-06/393.pdf Program STREP didukung-EC pada elektrolisis air PEM bertekanan tinggi]
| |||