Hernando Fakhri Fasikhin

Introduction

Halo semua, nama saya Hernando Fakhri Fasikhin dengan NPM 2106651143 dari kelas metode numerik 03

Consciousness

Pada awal perkuliahan kami diminta untuk menjawab suatu pertanyaan yaitu apa yang terjadi pada persamaan (X^2 -1) /(X-1) jika X = 1? Menurut pendapat saya, langsung mensubstitusikan x=1 ke dalam persamaan hasilnya adalah 0/0 dan jika 0 dibagi 0 hasilnya tidak terdefinisi. Akan tetapi, jika kita merubah persamaan menjadi (x+1)(x-1)/(x-1) terlebih dahulu dan kemudian mengganti x=1, kita akan mendapatkan solusi 2 Menurut pendapat saya, consciousness terkait erat dengan masalah matematika sebelumnya. Kita membutuhkan consciousness untuk memahami pertanyaan dari masalah tersebut, dan kita juga membutuhkannya untuk menjawab masalah tersebut. Namun, yang lebih penting adalah kita juga perlu memahami perhitungan matematis untuk soal tersebut.

Hydrogen Storage

Hidrogen adalah sumber energi alternatif yang memiliki jumlah yang sangat melimpah. Hidrogen dapat diproduksi dari berbagai bahan baku termasuk sumber daya fosil seperti gas alam, dan batu bara, serta sumber daya terbarukan, seperti biomassa dan air dengan masukan dari sumber energi terbarukan. Untuk pengelolaan hidrogen, diperlukan penyimpanan yang sangat aman.

Hidrogen dapat disimpan dalam bentuk gas, cair maupun dalam logam padat. Untuk menyimpan hidrogen dalam bentuk gas diperlukan tekanan yang sangat tinggi,hal ini membutuhkan tangki yang kokoh dan berat sehingga bisa menjadi kendala dalam transportasi dan aplikasi kendaraan bertenaga hidrogen. Sementara untuk menyimpan dalam bentuk cair diperlukan sistem kriogenik.Penyimpanan hidrogen dalam bentuk cair diperlukan suhu yang sangat rendah. Oleh karena itu diperlukan infrastruktur yang rumit dan juga mahal. Hidrogen juga dapat disimpan dalam bentuk padat. Reaksi hidrogen dengan logam bukanlah merupakan ikatan primer, yaitu ikatan ion, kovalen, maupun ikatan logam yang bisa diklasifikasikan sebagai ikatan yang relatif kuat. Reaksi hidrogen dengan logam, seperti halnya nitrogen dan karbon akan membentuk senyawa intersitial.

Pressurized Hydrogen Optimization

Untuk mendesain suatu tanki hidrogen kita perlu memperhatikan beberapa aspek yaitu :

- Material

Hidrogen adalah gas yang mudah dan memiliki sifat eksplosif. Material yang dipilih haruslah memiliki ketahanan terhadap tekanan tinggi. Material yang biasa dipakai adalah logam seperti stainless steel, aluminium, atau serat karbon.

- Desain

Desain tangki harus memiliki kekuatan secara strukturnya untuk menahan besarnya tekanan yang terjadi. biasanya, desain tangki untuk gas hidrogen berbentuk tabung. Dengan bentuk seperti ini akan mengurangi biaya operasi dari produksi tangki tersebut.

- Keamanan

Tangki harus dirancang dengan baik untuk menahan tekanan yang tinggi dari hidrogen. Selain dari struktur tangki itu sendiri, kita perlu memperhatikan komponen lainnya dari tangki itu seperti segelnya, manometer untuk memantau tekanan yang ada di dalam tangki, penahan getaran, dan katup pelepas tekanan yang dapat mengurangi tekanan jika tekanan di dalam tangki meningkat secara berlebihan.

- Sertifikasi dan regulasi

Tangki harus memenuhi standar keamanan dan regulasi yang ada. Hal ini bertujuan agar tangki yang kita desain sudah sesuai dengan kebijakan dalam hal keamanan.

Mendesain Tanki Hidrogen

Mahasiswa kelas metode numerik diberikan tugas untuk mendesain dan mengoptimalkan tangki hidrogen berkapasitas 1 liter dengan tekanan sebesar 8 bar dan budget yang dikeluarkan tidak lebih dari Rp.500.000

Perhitungan

Pertama - tama, kita harus memikirkan desain yang cocok untuk membuat tangki tersebut, dan saya memilih bentuk silinder untuk tangki tersebut. Untuk material yang saya pilih, saya memilih aluminium karena cukup kuat dan harga yang lebih terjangkau. Dalam menentukan ukuran silinder tangki tersebut, diperlukan rumus :

V = π x r^2 x h

dalam kasus, kita sudah memiliki V nya yaitu 1 Liter maka didapatkan V = 1000 cm^2

Untuk diameter, saya akan mencoba dengan menggunakan 8 cm maka jika kita masukkan ke dalam rumus :

1000 = 3,14 x 4^2 x h maka didapatkan h = 19,9 ≈ 20 cm

Kemudian, untuk menhitung ketebalan dari tangki yang ingin dibuat, saya menggunakan rumus

E = 0,60

P = 8 bar ≈ 116 Psi

R = 4 cm ≈ 1,575 inch (corrosion allowance + 1mm ≈ 0,039 inch)

S = 24000 Psi

t = 116 x (1,575+0,039) / (24000x0,6)-(0,6x116) = 0,013 + corrosion allowance = 0,052 inch

t = 0,052 inch ≈ 1,321 mm

Desain

Kemudian dengan ukuran seperti ini saya membuat sebuah desain di aplikasi inventor dan berikut adalah hasilnya

Kemudian dari hasil tanki yang saya sudah desain itu saya melakukan stress analysis terhadap tekanan

dapat dilihat dengan tekanan 8 bar, tanki ini masih aman untuk dipakai

Budget

Dalam tugas ini kami diminta untuk membuat tanki ini memiliki budget di bawah 500.000 rupiah. Maka dari itu untuk perhitungan biaya pembuatan tangki ini dapat dilihat berikut ini :

1. Harga material aluminium 6061 per 1 cm^2 nya seharga Rp450. Dan tanki yang saya buat memiliki luas permukaan 805cm^2 maka untuk materialnya memakan budget sebesar Rp362.250.

2. Biaya untuk proses produksi tanki ini diperkirakan memakan budget sebesar Rp100.000

Maka total biaya yang dikeluarkan untuk pembuatan tanki ini sebesar Rp462.250.

Kesimpulan

Kesimpulan dari tugas ini adalah, dengan budget Rp500.000 kita bisa membuat tangki hidrogen berkapasitas 1 liter. Untuk volume tanki yang saya buat adalah berdiameter 8 cm dengan panjang 20 cm. Dan untuk tebal nya 2 mm. Dengan ukuran ini tanki yang saya buat dapat menampung 1 liter gas hidrogen dengan tekanan 8 bar dan memiliki budget di bawah Rp500.000

Dengan perhitungan, dan juga kemampuan kita untuk mendesain suatu barang dapat mempermudah kita untuk melaksanakan tugas ini.

Link Presentasi : Presentasi