EVALUASI KINERJA SEL TUNGGAL ANODE- DAN ELECTROLYTE-SUPPORTED SOLID OXIDE FUEL CELL (SOFC) BERTEMPERATUR MENENGAH TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh FAUZI YUSUPANDI NIM: 23017015 (Program Studi Magister Teknik Kimia) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Juli 2019 i ABSTRAK EVALUASI KINERJA SEL TUNGGAL ANODE- DAN ELECTROLYTE-SUPPORTED SOLID OXIDE FUEL CELL (SOFC) BERTEMPERATUR MENENGAH Oleh Fauzi Yusupandi NIM : 23017015 (Program Studi Magister Teknik Kimia) Rasio elektrifikasi Indonesia telah mencapai 92,8% pada tahun 2017. Namun, wilayah timur Indonesia seperti Papua dan NTT masih memiliki nilai rasio elektrifikasi yang rendah (<60%). Fuel cell dapat menjadi solusi pembangkit listrik untuk wilayah pedalaman karena dapat dibuat dalam skala kecil dengan konversi energi yang tinggi. Solid oxide fuel cell (SOFC) merupakan fuel cell yang menggunakan elektrolit padat yang umumnya beroperasi pada temperatur 800 – 1000 o C. Temperatur operasi yang tinggi membuat pemilihan material lebih sulit dan kebutuhan panas yang tinggi. Saat ini, SOFC bertemperatur menengah (500 – 800 o C) sedang banyak dikembangkan untuk menurunkan kebutuhan panas dan pemilihan material yang lebih luas. Penggunaan material-material yang tersedia di Indonesia dan penurunan temperatur operasi dapat menurunkan biaya fabrikasi dan operasi. Kinerja sel anode-supported SOFC berbasis CSZ yang telah dibuat oleh Laboratorium KPEE-ITB masih perlu ditingkatkan karena rapat daya maksimum dan kekuatan mekanik yang masih rendah. Pada penelitian ini, sel SOFC dibuat dengan konfigurasi anode- dan electrolyte-supported berbentuk disc planar berbasis CSZ dan YSZ. Tujuan penelitian ini adalah meningkatkan kinerja sel anode-supported berbasis CSZ. Selain itu, sel anode-supported berbasis YSZ dan sel electrolyte-supported berbasis CSZ dan YSZ juga difabrikasi sebagai pembanding. Sel SOFC tersebut diuji pada temperatur 600, 700 dan 800 o C menggunakan gas hidrogen sebagai bahan bakar dan udara sebagai oksidator . Hasil percobaan menunjukkan kekerasan sel anode-supported berbasis CSZ meningkat dari 0 menjadi 1 mohs dengan peningkatan temperatur sintering dari 1000 o C selama 1 jam menjadi 1100 o C selama 3 jam dan pengurangan jumlah pore former dari 15% menjadi 10% berat. Sementara itu, kekerasan sel a node- supported berbasis YSZ yaitu sebesar 2 mohs. Rapat daya maksimum tertinggi sel anode-supported berbasis CSZ dan YSZ adalah 1,09 dan 2,64 mW/cm 2 pada temperatur 800 o C. Sementara itu, rapat daya maksimum tertinggi sel electrolyte - supported berbasis CSZ dan YSZ adalah 0,995 dan 2,32 mW/cm 2 pada temperatur 800 o C. Kata kunci: SOFC, anode-supported, electrolyte -supported, CSZ, YSZ ii ABSTRACT PERFORMANCE EVALUATION OF ANODE- AND ELECTROLYTE-SUPPORTED SINGLE CELL OF INTERMEDIATE TEMPERATURE SOLID OXIDE FUEL CELL (SOFC) By Fauzi Yusupandi NIM: 23017015 (Master’s Program in Chemical Engineering) Indonesia’s electricity ratio has achieved 92,8 % in 2017. However, east regions of Indonesia such as Papua and NTT still have low electricity ratio (<60%). Fuel cell can be an alternative technology of power plant for rural regions because it can be made in small capacity with high energy conversion. Solid oxide fuel cell (SOFC) is a fuel cell which uses solid electrolyte operated at 800 – 1000 o C.