Electronic Theses and Dissertation

Hydrogen fuel cell merupakan teknologi konversi energi yang ramah lingkungan serta menjanjikan karena mampu menghasilkan energi listrik dengan efisiensi tinggi dan emisi yang sangat rendah. salah satu jenis yang banyak dikembangkan adalah proton exchange membrane fuel cell (pemfc), yang beroperasi pada temperatur relatif rendah (50 – 80 °c) dan memiliki kepadatan daya yang tinggi. penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi unjuk kerja pemfc melalui metode simulasi menggunakan perangkat lunak matlab/simulink. model simulasi dibangun berdasarkan prinsip elektrokimia sel bahan bakar dengan parameter utama yang dianalisis meliputi arus, tegangan, daya, dan temperatur stack. simulasi dilakukan pada tiga variasi temperatur operasi, yaitu 60 °c, 70 °c, dan 80 °c, untuk mengkaji pengaruh temperatur terhadap karakteristik performa sistem. hasil simulasi menunjukkan bahwa pada suhu 60 °c sistem menghasilkan arus maksimum sekitar 280 a dengan tegangan berkisar antara 342–492 v, dan daya listrik puncak mencapai 95–137 kw dengan variasi yang cukup besar. pada suhu 70 °c, arus maksimum meningkat hingga 276 a dengan tegangan operasi 347–492 v, dan daya listrik puncak mencapai sekitar 95–135 kw dengan peningkatan kestabilan operasi. pada suhu 80 °c, sistem menghasilkan arus maksimum sekitar 272 a dengan tegangan berkisar antara 351-492 v, dan daya listrik puncak mencapai 95-133 kw. hasil ini menunjukkan bahwa, selama sistem manajemen termal mampu menjaga kestabilan suhu, peningkatan temperatur operasi berdampak signifikan pada peningkatan kinerja pemfc. oleh karena itu, simulasi ini dapat menjadi dasar untuk pengembangan dan optimalisasi sistem pemfc berbasis hidrogen.

Hydrogen fuel cells are an environmentally friendly and promising energy conversion technology because they can generate electrical energy with high efficiency and very low emissions. One type that has been widely developed is the Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), which operates at relatively low temperatures (50–80 °C) and has high power density. This study aims to evaluate the performance of PEMFC through simulation methods using MATLAB/Simulink software. The simulation model was built based on the electrochemical principles of fuel cells, with the main parameters analyzed including current, voltage, power, and stack temperature. Simulations were conducted at three operating temperature variations, namely 60 °C, 70 °C, and 80 °C, to examine the effect of temperature on system performance characteristics. The simulation results show that at a temperature of 60 °C, the system produces a maximum current of around 280 A with a voltage ranging from 342 to 492 V, and peak electrical power reaching 95 to 137 kW with considerable variation. At a temperature of 70 °C, the maximum current increased to 276 A with an operating voltage of 347–492 V, and the peak electrical power reached approximately 95–135 kW with increased operational stability. At a temperature of 80 °C, the system produces a maximum current of approximately 272 A with a voltage ranging from 351-492 V, and peak electrical power reaching 95-133 kW. These results indicate that, as long as the thermal management system is able to maintain temperature stability, an increase in operating temperature has a significant impact on improving PEMFC performance. Therefore, this simulation can serve as a basis for the development and optimization of hydrogen-based PEMFC systems.