1. UKM Learning and Research Repository
2. PHD Thesis / Tesis PHD
3. Fuel Cell Institute / Institut Sel Fuel

Title:	Prestasi reka bentuk tindanan sel fuel membran penukar proton (PEMFC) berkapasiti 5 kW
Authors:	Lim Bee Huah (P72882)
Supervisor:	Edy Herianto Majlan, Prof. Madya Dr.
Keywords:	Sel fuel Membran Proton Elektrokimia Universiti Kebangsaan Malaysia -- Dissertations
Issue Date:	3-May-2017
Description:	Sel fuel membran penukaran proton (PEMFC) yang beroperasi pada suhu rendah dan kecekapan penukaran tenaga yang tinggi adalah sesuai untuk menggantikan enjin pembakaran dalaman konvensional. Akan tetapi prestasi PEMFC dipengaruhi oleh pelbagai faktor seperti keadaan operasi, medan aliran, reka bentuk manifold prestasi membran. Kesemua faktor ini akan memberi kesan kepada pengurusan produk tindak balas elektrokimia iaitu haba dan air. Pembanjiran akan berlaku di dalam sel apabila air yang terhasil tidak diuruskan dengan betul yang mana lapisan resapan gas yang berfungsi untuk membawa bahan tindak balas ke lapisan pemangkin akan disekat oleh air; menyebabkan kemerosotan prestasi PEMFC. Selain itu, haba yang dihasilkan semasa tindak balas elektrokimia juga menyebabkan peningkatan suhu setempat jika tidak diuruskan dan ia akan menyebabkan penurunan jangka hayat membran. Medan aliran adalah laluan utama bahan tindak balas dan produk tindak balas elektrokimia. Ia memainkan peranan penting dalam pengagihan bahan tindak balas dan pengasingan komponen-komponen dalam PEMFC. Medan aliran selari adalah reka bentuk yang mudah dan penjimatan kos pembuatan. Akan tetapi, kajian lepas menyatakan ia mempunyai prestasi yang rendah kerana pembanjiran dan peningkatan suhu setempat di dalam sel. Oleh itu, kajian ini akan mengubah reka bentuk medan aliran selari konvensional untuk meningkatkan kecekapan pengurusan air. Simulasi pengkomputeran dinamik (CFD) telah digunakan untuk menganalisis kajian ini. Model 2D telah dibina untuk mengkaji kesan pengagihan bahan tindak balas dalam medan aliran; model 3D sel tunggal dibina untuk menganalisis prestasi PEMFC. Kajian juga dijalankan ke atas model tindanan 3D dengan 2, 4 dan 6 sel. Model 2D manifold dibina untuk mengetahui kesan pengagihan bahan tindak balas pada tindanan dan hasil simulasi menunjukkan medan aliran selari yang diubah meningkatkan keseragaman pengagihan bahan tindak balas dan penurunan tekanan daripada kawasan masuk hingga ke kawasan keluar sel. Simulasi 2D manifold mendapati keseimbangan pengagihan bahan tindak balas dalam tindanan bergantung kepada bilangan sel dan bilangan aliran masuk dan keluar tindanan. Dwi-aliran masuk dan keluar manifold telah menghasilkan pengagihan bahan tindak balas yang paling sekata dalam tindanan berbanding dengan aliran masuk dan keluar tunggal dan dwi-aliran masuk dan aliran keluar tunggal. Untuk model sel tunggal 3D, kajian pada kesan keadaan operasi seperti suhu operasi, stoikiometri udara dan kelembapan relatif katod (RHC) menunjukkan keadaan operasi mempengaruhi prestasi PEMFC. Apabila suhu operasi meningkat daripada 333 K kepada 353 K kandungan air pada lapisan resapan gas berkurang. Selain itu, penambahan stoikiometri udara tidak menunjukkan perubahan yang ketara terhadap prestasi PEMFC kerana peningkatan stoikiometri udara telah menyebabkan proses penghidratan di dalam sel. Perubahan RHC telah mempengaruhi kandungan kelembapan di dalam sel yang mana RHC yang tinggi (70%) akan mengakibatkan pembanjiran pada lapisan resapan gas. Kajian ini menunjukkan RHC optimum adalah RH 30%. Kesan tindanan pada prestasi PEMFC mendapati ketumpatan arus menurun apabila bilangan sel meningkat. Lengkungan pengutuban menunjukkan prestasi sel tunggal adalah lebih tinggi berbanding model tindanan. Pengesahan model tindanan dengan medan aliran dan keadaan operasi kajian kepustakaan mendapati hasil simulasi adalah sebanding dengan hasil simulasi kajian kepustakaan. Enam persamaan telah dibina untuk meramal prestasi PEMFC apabila bilangan sel bertambah dan kesimpulannya adalah 0.6 V; 40 sel, ketumpatan arus yang dijana adalah 5.3 E+3 A/m2. Oleh itu, kuasa yang dijana oleh 40 sel pada 0.6 V adalah 5 kW.,Tesis ini tidak ada Perakuan Tesis Sarjana/Doktor Falsafah"
Pages:	160
Publisher:	UKM, Bangi
Appears in Collections:	Fuel Cell Institute / Institut Sel Fuel

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