Perpustakaan Digital ITB

Teknologi Reversible Solid Oxide Cell (RSOC) menawarkan solusi penyimpanan energi berkelanjutan dengan kemampuan operasi ganda sebagai Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) dan Solid Oxide Electrolysis Cell (SOEC). Teknologi ini sangat menjanjikan untuk integrasi energi terbarukan karena mampu mengkonversi listrik menjadi bahan bakar (power-to-gas) dan sebaliknya saat dibutuhkan. Penelitian ini mengembangkan dan mengevaluasi kinerja sel tunggal serta susunan (stack) 2 sel RSOC berbasis anode-supported dengan material anoda NiO-CSZ, elektrolit CSZ yang didoping (Li-Na)2CO2 sebesar 7,5%-berat, dan katoda CCZO. Karakterisasi elektrokimia dilakukan pada rentang suhu 600–800°C dengan variasi laju alir gas hidrogen dan udara. Hasil menunjukkan sel tunggal mode SOFC mencapai OCV 0,193 V dan rapat daya maksimum 0,311 mW/cm² pada 800°C, sedangkan mode SOEC mencapai overpotensial 1,257 V pada rapat arus 0,454 mA/cm². Konfigurasi stack 2 sel menghasilkan OCV 0,506 V dan rapat daya maksimum 0,51 mW/cm² pada 800°C, yang lebih tinggi dari sel tunggal, dengan overpotensial per sel yang lebih rendah (0,898 V) dibandingkan sel tunggal. Namun, kinerja stack masih terbatas oleh masalah rekayasa seperti distribusi gas yang tidak merata dan kebocoran sealant. Analisis SEM-EDS dan XRD mengkonfirmasi terjadinya degradasi parah akibat kekurangan pasokan bahan bakar, yang ditandai dengan oksidasi nikel, degradasi fase elektrolit CSZ, serta korosi pada current collector, terutama pada sel stack bagian atas setelah proses reversible. Hasil ANOVA menunjukkan temperatur operasi sebagai faktor paling berpengaruh terhadap kinerja. Penelitian ini menegaskan potensi besar material berbasis CSZ-(Li-Na)2CO2 untuk aplikasi RSOC, namun sekaligus menekankan perlunya optimasi desain stack dan manajemen termal guna meningkatkan efisiensi dan ketahanan jangka panjang sistem.