Arif Fadillah

INTRODUCTION

Selamat Pagi,

Arif Fadillah

2206100205

    "Belajarlah dengan mengharapkan keridhoan Dia Sang Maha Cinta dan apabila ilmu itu telah di RidhoiNya, gunakan untuk kebaikan seluruh alam"

TUGAS DESIGN TANGKI HIDROGEN SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR KENDARAAN BERMOTOR

I. Latar Belakang

Gas buangan kendaraan bermotor adalah penyumbang terbesar bagi menumpuknya emisi karbon. Sehingga mengakibatkan polusi udara yang tidak ramah bagi kesehatan manusia dan bagi lingkungan. Dengan tujuan untuk mengurangi emisi karbon, berbagai inovasi sudah dilancarkan. Dimulai dari gerakan sederhana seperti “Car Free Day” di berbagai belahan Dunia, hingga alternatif kendaraan bermotor konvensional yang menggunakan embel-embel “ramah lingkungan”. Dengan adanya gerakan-gerakan tersebut, lambat laun intensitas polusi udara mulai bisa dikurangi. Menanggapi isu lingkungkan yang semakin kritis, banyak pabrikan kendaraan dunia yang coba menemukan bahan bakar alternatif selain bensin. Hidrogen sendiri adalah unsur paling sederhana dan paling melimpah di alam semesta. Namun, di Bumi, ia jarang eksis sebagai gas, sehingga ia perlu dipisahkan dari unsur-unsur lain.

II. Konsep desain pembuatan motor listrik berbahan bakar hydrogen

Tabung Hidrogen disimpan yang dijepit pada downtube depan rangka, di depan kaki pengendara, sehingga mudah dipasang dan dilepas. Dengan bentuk seperti baterai, bagian tersebut memiliki dua elektroda, anoda (negatif) dan katoda (positif) dilapisi dengan membran elektrolit di antara keduanya. Bukan untuk menyimpan energi seperti baterai, komponen tersebut berfungsi mengubah hidrogen, menjadi listrik dengan bereaksi dengan oksigen dari udara. Caranya dengan memompa Hidrogen ke anoda dan mengalirkan udara ke katoda. Di anoda, katalis memecah molekul Hidrogen menjadi elektron dan proton. Membran elektrolit memungkinkan proton langsung menuju katoda, tetapi tidak elektron, proton dialirkan melalui sirkuit listrik untuk mencapai katoda. Kemudan menciptakan arus listrik yang menjadi sumber energi unutk pengderak motor. Di katoda, oksigen dan proton hidrogen dan elektron bergabung menjadi gas buang, yang merupakan H2O murni atau yang sehari-harinya kita sebut air.

Motor Hydrogen

III. Desain tangki hydrogen dengan budget Rp. 500.000

Dikarenakan motor merupakan kendaraan berbadan kecil, maka perlu mendesain tangki hydrogen yg kecil, ringan, mudah di bawa dan aman di operasikan agar tidak menghambat laju kecepatan kendaraan itu sendiri. Dengan budget tersebut dapat direncanakan tabung hydrogen dengan kapasitas 1 liter dengan dimensi diameter 10 cm x 13 cm dan tebal 1,2 mm

Material SS-304 dengan melihat table ASME II D, maka diperoleh yield strength 30000 psi, dengan perhitungan menggunakan ASME VIII, maka diperoleh tekanan sebesar 32 bar, tabung ini cukup untuk menahan pressure sebesar 8 bar. Dengan menggunakan ASME VIII Div 1, didapatkan hitungan berikut :

Diketahui :

Joint efficiency (E) = 0,85

MAWS (SS-304 Seamless Pipe) = 30000 psi

OD = 3,94 inch

Outside radius (r) = 1,97 inch

Corrossion Allowance (CA) = 0,01 inch

Thickness (ta) = 0,05 inch

Thickness (t) = (ta-CA) = 0,04 inch

P = Set/(R-4t)

P = (30000x0,85x0,04)/(1,97-(0,4x0,04))

P = 459,92 Psi

P = 32,34 bar

Pembelian pipa dengan mencari di Lazada dan Tokopedia dengan spesifikasi Pipa stainless SS-304 OD 10cm x 40 cm dengan tebal 1,2 mm seharga Rp. 116.000 dengan head 4 inch seharga Rp. 80.000 dan nozzle sebagai inlet/outlet tabung seharga Rp. 40.000 dengan estimasi ongkos machining dan pengelasan sebesar Rp.200.000. Desain tabung hydrogen yaitu Harga tersebut diluar harga sertifikasi dan pengujian oleh Lembaga sertifikasi (Sucofindo/Surveyor Indonesia/BKI)

% Variabel joint_efficiency = 0.85; % Efisiensi sambungan maws = 30000; % MAWS (psi) od = 3.94; % Diameter luar (inch) outside_radius = 1.97; % Jari-jari luar (inch) corrosion_allowance = 0.01; % Cadangan korosi (inch) thickness_ta = 0.05; % Ketebalan (ta) (inch) thickness_t = thickness_ta - corrosion_allowance; % Ketebalan (t) (inch)

% Konversi satuan od = od * 0.0254; % Mengubah diameter luar menjadi meter outside_radius = outside_radius * 0.0254; % Mengubah jari-jari luar menjadi meter corrosion_allowance = corrosion_allowance * 0.0254; % Mengubah cadangan korosi menjadi meter thickness_ta = thickness_ta * 0.0254; % Mengubah ketebalan (ta) menjadi meter thickness_t = thickness_t * 0.0254; % Mengubah ketebalan (t) menjadi meter

% Menghitung diameter dalam aktual berdasarkan ketebalan dinding actual_inner_diameter = od - 2 * thickness_t;

% Menghitung tekanan maksimum yang diizinkan berdasarkan MAWS, efisiensi sambungan, dan diameter dalam aktual maximum_pressure = (maws * joint_efficiency * actual_inner_diameter) / (2 * thickness_t);

% Menampilkan hasil fprintf('Tekanan Maksimum yang Diizinkan: %.2f MPa\n', maximum_pressure / 1e6);