Widodo W Purwanto
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

Published : 2 Documents Claim Missing Document
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 2 Documents
Search

Pengaruh kondisi operasi pada kinerja reaksi dekomposisi katalitik metana dalam reaktor gauze Widodo W Purwanto; Yuswan Muharam; Dwi Yulianti
Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol 9, No 2 (2010)
Publisher : ASOSIASI PENDIDIKAN TINGGI TEKNIK KIMIA INDONESIA (APTEKIM)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.5614/jtki.2010.9.2.5

Abstract

Methane decomposition is an alternative way to produce high quality carbon nanotubes (CNTs) and hydrogen simultaneously. The use of gauze reactor for methane decomposition had proven in solving pressure drop problem in fixed bed reactor. This experiment was carried out to study the effects of operation conditions (space time, temperature, and feed ratio) to gauze rector performance. Ni-Cu-Al catalyst which is prepared by sol-gel method with atomic ratio 2:1:1, was coated to Stainless Steel gauze by dip coating method. The reaction was done by flowing methane into the reactor at atmospheric pressure and varying space time (0.0006; 0.0032; 0.006 g×kat×min/mL), temperature (700, 750, and 800°C), and feed ratio CH4:H2 (1:0, 4:1, 1:1). An online gas chromatograph is used to detect the gas products. Reactor performances were observed from methane conversion, hydrogen purity, carbon yield and quality of nanocarbon that have been produced. Experiment result showed that the highest reactor performance (except nanocarbon quality) occurred at space time 0.006 gr cat min/mL, temperature 700 °C, and with pure methane as feed which give methane conversion, hydrogen purity, and yield carbon results are 90.66%, 90.16%, and 37 g carbon/g catalyt, respectively. Based on SEM analysis indicated that the best nanocarbon morphology can be gained at CH4:H2 ratio of 1:1.Keyword : methane decompotition, gauze reactor, carbon nanotube Abstrak Dekomposisi katalitik metana adalah salah satu alternatif untuk memproduksi hidrogen dan nanokarbon bermutu tinggi secara simultan. Penggunaan reaktor gauze untuk dekomposisi metana terbukti dapat mengatasi permasalahan penyumbatan pada reaktor unggun diam. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kondisi operasi (space time, temperatur, dan rasio umpan) terhadap kinerja reaktor gauze. Katalis Ni-Cu-Al disiapkan dengan menggunakan metode sol-gel dengan perbandingan atomik 2:1:1 dilapiskan pada gauze Stainless Steel dengan metode dip-coating. Reaksi dilakukan dengan mengalirkan metana ke dalam reaktor pada tekanan atmosferik dan dengan memvariasikan space time (0,0006; 0,0032; 0,006 g×kat×min/mL), temperatur (700, 750, dan 800 °C), dan rasio umpan CH4:H2 (1:0, 4:1, 1:1). Produk gas dianalisis dengan menggunakan gas chromatography yang terpasang secara online. Kinerja reaktor pada penelitian ini ditinjau dari konversi metana, kemurnian hidrogen, perolehan dan kualitas nanokarbon yang dihasilkan. Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa kinerja reaktor paling tinggi (kecuali kualitas nanokarbon) terjadi pada space time 0,006 g×kat×min/mL, temperatur 700 °C, dan dengan menggunakan metana murni yang memberikan hasil konversi metana, kemurnian hidrogen, serta perolehan karbon secara berturut-turut 90,66%, 90,16%, dan 37 gram karbon/gram katalis. Hasil analisis menggunakan SEM menunjukkan bahwa morfologi nanokarbon paling baik didapat pada komposisi reaktan CH4: H2 = 1:1.Kata Kunci : dekomposisi metana, reaktor gauze, karbon nanotube
Pengebangan prototipe direct methanl fuel cell (DMFC) dan pengaruh kandungan nafion membrane electrode assembly (MEA) Widodo W Purwanto; S Slamet; Martin Rifki; Isye Hayatina; Tiurma Theresa; Priyo Priyanggoro; R.S. Pattyranie; Verina JWD; Siti Rochani
Jurnal Teknik Kimia Indonesia Vol 7, No 2 (2008)
Publisher : ASOSIASI PENDIDIKAN TINGGI TEKNIK KIMIA INDONESIA (APTEKIM)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.5614/jtki.2008.7.2.5

Abstract

The purposes of this research are designing the prototype   of DMFC, consist of graphite and aluminium cell stacks and MEA with difference Nafion content. Cell stack has active area of 6.5 cm2, and single serpentine flow field. MEAs were fabricated using Nafion membrane 117 (DuPont), gas diffusion layer (GDL) carbon cloth, and commercial catalysts E-Tek, Pt/C for the cathode side and Pt-Ru/C for the anode. Catalysts loading on the anode are 3 and 4 mgPt-Ru/cm2 and on the cathode is 3 mg/cm2. Dry Nafion content of 20 %-wt and 40 %-wt were used in this experiment. MEA fabrication was done by brush coating and hot pressing. Single cell test conducted to evaluate the performance of DMFC at 70°C with 2M methanol as fuel and air as the oxidant. The results of single cell test showed that cell voltage of 600-750 mV, current density of 100 150 mW/cm2, with maximum power density of 19 mW/cm2 ware achieved. MEA with 40 wt% Nafion content showed the better performance than 20 %-wt with power density 19 mWlcm2 and 6 mW/cm2, respectively. Increasing the catalyst loading from 3 to 4 mgPt-Ru/cm2 improved the power density from 16 to 18 mW/cm2. Keywords: Direct Methanol Fuel Cell, Cel stack, MEA, Nation content. Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah prototipe DMFC dengan cell stack berbahan grafit dan aluminium serta fabrikasi MEA dengan variasi kandungan Nafion. Cell stack memiliki luas aktif 6.5 cm2 dengan flowfield bertipe single serpentine. MEA difabrikasi menggunakan membran Nafion 117 (DuPont), lapisan difusi gas carbon cloth dan katalis komersial E-Tek, Pt/C untuk katoda dan Pt-Ru/Cuntuk anoda. Kandungan katalis adalah 3 dan 4 mgPt-Ru/cm2 pada sisi anoda dan 3 mg/cm2 pada sisi katoda. Kandungan Nafion yang digunakan adalah 20 dan 40 % berat. Fabrikasi MEA dilakukan dengan metode brush coating dan hot pressing. Uji kinerja DMFC dilakukan pada suhu 70°C dengan menggunakan bahan bakar metanal 2M dan udara sebagai oksidan. Hasil uji kinerja DMFC sel tunggal didapatkan potensial sel 600-750 mv densitas arus 100-150 mW/cm serta densitas energi maksimum 19 mW/cm2.  MEA dengan kandun?an Nafion 40 % berat memiliki kinerja yang lebih baik dengan densitas energi 19 mW/cm dibandingkan dengan Nafion 20 % berat sebesar 6 mW/cm2. Kenaikan loading katalis anoda dari 3 menjadi  4 mgPt-Ru/cm2 dapat meningkatkan  densitas  energi dari  16 mW/cm2 menjadi 18 mW/cm2.Kata kunci: Direct Methanol Fuel Cell,Cel stack, MEA, kandungan Nation.