1. UKM Learning and Research Repository
2. PHD Thesis / Tesis PHD
3. Faculty of Engineering and Built Environment / Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

Title:	Pembangunan permodelan dan pengoptimuman sel fuel etanol langsung
Authors:	Suhaila Abdullah (P70014)
Supervisor:	Siti Kartom Kamarudin, Prof. Ir. Dr.
Keywords:	Universiti Kebangsaan Malaysia -- Dissertations Dissertations, Academic -- Malaysia Fuel cells Ethanol as fuel
Issue Date:	19-Jan-2019
Description:	Sel fuel etanol langsung (DEFC) terbahagi kepada dua sistem utama iaitu DEFC-PEM (membran elektrolit proton) dan DEFC-AEM (membran penukar anion) dengan mekanisma suapan fuel sama ada pasif ataupun aktif. Ia berpotensi tinggi untuk digunakan sebagai sumber tenaga peralatan elektronik mudah alih. Walau bagaimanapun, isu prestasi sel tunggal yang rendah kerana tindakbalas kinetik yang perlahan dan kesan pindah silang tinggi yang berterusan memperlahankan perkembangan teknologi DEFC untuk aplikasi peralatan elektronik mudah alih. Oleh itu, objektif utama kajian ini adalah membangunkan permodelan matematik dan pengoptimuman DEFC untuk menyelesaikan masalah prestasi sel dengan cepat dan efektif untuk memudahkan pembangunan stek. Permodelan matematik adalah kaedah yang menjimatkan masa dan kos untuk memahami dengan mendalam fenomena yang berlaku di dalam sistem DEFC dengan menggunakan persamaan-persamaan matematik yang dibangunkan daripada hukum-hukum asas pemindahan jisim dan teori sel fuel. Daripada model tersebut, rekabentuk konsep dibangunkan ke atas sistem DEFC-PEM dan DEFC-AEM untuk membandingkan potensi masing-masing. Didapati, suapan cecair etanol sebanyak 0.32 mg/s terhadap sel tunggal DEFFC-PEM dan DEFC-AEM dapat menghasilkan kuasa keluaran masing-masing sebanyak 0.1W dan 0.37 W. Berdasarkan kuasa keluaran ini, sistem DEFC-AEM dipilih untuk analisis pemindahan jisim lanjutan menggunakan model daripada Hukum Ficks. Model matematik pemindahan jisim telah dibangunkan untuk sistem DEFC-AEM bagi suapan aktif dan pasif. Data permodelan yang telah disahkan dan dipersetujui dengan data eksperimen terdahulu telah menunjukkan permodelan yang dibina berupaya bertindak sebagai simulator untuk mengkaji prestasi sel. Keputusan menunjukkan suapan 3 M etanol dan 5 M sodium hidroksida dapat menghasilkan kuasa keluaran maksimum bagi DEFC-AEM suapan aktif. Didapati, suapan etanol yang berkepekatan lebih daripada 5 M telah meningkatkan kesan pindah silang etanol secara ketara yang mana ia didominasi oleh kesan penyebaran. Hasil simulasi menunjukkan sistem DEFC-AEM suapan aktif berpotensi untuk diaplikasi kepada permodelan stek kerana kuasa keluaran terhasil adalah 30% lebih tinggi berbanding DEFC-AEM suapan pasif. Permodelan 2D sel DEFC-AEM suapan aktif dijalankan untuk pemahaman yang lebih mendalam terhadap hubungan dua dimensi di antara kepekatan etanol dan kepekatan alkali. Pengoptimuman sel tunggal dilakukan ke atas suhu operasi, kepekatan etanol dan kepekatan alkali dan ketebalan membran untuk mendapatkan kuasa keluaran maksimum menggunakan kaedah algoritma genetik. Keputusan menunjukkan sel tunggal DEFC-AEM pada suapan etanol 4 M dan natrium hidroksida 8 M pada suhu 60°C dengan ketebalan membran AEM 25 µm bejaya menghasilkan kuasa keluaran maksimum 1500 W/m² pada 0.4 V dan ketumpatan arus 3800 A/m². Kemudian, permodelan stek dibangunkan untuk rekabentuk stek DEFC-AEM bagi keperluan telefon pintar iaitu pada arus 1400 mA dan 3.7 V sebagai kajian kes. Keputusan menunjukkan stek terdiri daripada 11 sel tunggal DEFC-AEM yang dihimpun secara sesiri dengan luas kawasan aktif 3.7 cm² (1.92cm × 1.92cm)/sel. Kos pembuatan stek DEAFC-AEM adalah RM 1492.20 dengan kuasa keluaran sebanyak 5.2W, iaitu RM 36.50/cm². Kajian ini menunjukkan bahawa sistem DEFC-AEM berpotensi untuk digunakan sebagai sumber tenaga untuk aplikasi peralatan elektronik mudah alih.,Ph.D.,Tesis ini tidak ada Perakuan Tesis Sarjana / Doktor Falsafah""
Pages:	197
Call Number:	TK2931.S834 2019 3 tesis
Publisher:	UKM, Bangi
Appears in Collections:	Faculty of Engineering and Built Environment / Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.