PELAT BIPOLAR

Pelat bipolar merupakan bagian penting dari sistem fuel cell. Pelat bipolar itu sendiri merupakan komponen utama dalam PEMFC yang berfungsi untuk mengumpulkan dan memindahkan elektron dari anoda menuju katoda. Sebagai komponen utama dalam PEMFC, pelat bipolar berkontribusi terhadap 80% dari volum PEMFC, 70% dari berat PEMFC serta 60% dari biaya fabrikasi PEMFC^[7]. Hal ini berarti bahwa reduksi ukuran, berat dan biaya fabrikasi pelat bipolar PEMFC dapat difokuskan pada pemilihan material serta metode fabrikasi yang tepat^[8]. 

Pelat bipolar ini berperan dalam mengumpulkan arus dari masing-masing Membran Electrolite Assembly (MEA) yang terletak di antara pelat anoda dan pelat katoda. Syarat utama material yang dapat dijadikan sebagai pelat bipolar adalah mampu mengalirkan listrik atau menghantarkan elektron dengan baik dan tidak dapat ditembus gas. Pelat bipolar biasanya dibuat dari bahan grafit, logam seperti alumunium, baja tahan karat (stainless steel), paduan titanium paduan nikel, atau dapat juga dibuat dari material komposit.  Fungsi utama pelat bipolar dalam fuel cell adalah sebagai berikut^[8]:

·         Mengalirkan elektron ke seluruh sirkuit fuel cell,

·         Mengumpulkan dan memindahkan elektron dari anoda dan katoda,

·         Menyatukan rangkaian fuel cell yang dilengkapi voltase (rangkaian fuel cell tergantung pada bentuk pelat bipolar),

·         Mengalirkan dan mendistribusikan gas ke elektroda secara merata,

·         Memisahkan oksigen dan bahan bakar gas lainnya,

·         Memasukkan gas H₂ ke anoda dan memasukkan gas O₂ katoda,

·         Membuang air hasil reaksi,

·         Berperan sebagai penguat mekanis sekaligus penahan membran tipis dan elektroda dan sebagai penjepit rangkaian fuel cell,

·         Berperan sebagai konduktor panas untuk meregulasikan temperatur fuel cell dan memindahkan panas dari elektroda ke saluran pendingin.

Sementara spesifikasi yang harus dipenuhi oleh suatu material agar dapat dijadikan sebagai pelat bipolar sesuai dengan standar yang ditetapkan oleh Departemen Energi Amerika Serikat (Department of Energy United States) dapat dilihat pada tabel 2.3 di bawah ini^[8]:

Tabel 2.3 Spesifikasi Material untuk Pelat Bipolar Ideal^[8]

Parameter	Standar Nilai
Konduktivitas Listrik	> 100 S/cm
Kekuatan	Mampu menahan tekanan 200 Psi
Bobot	Maksimum 200 gram/pelat
Volum	1 L/kW/stack
Biaya Fabrikasi	< $ 0,0045/cm2
Kerapatan Arus Decay	< 10% per 5000 jam operasi
Daya Tembus (permeability)	Maksimum kebocoran H2 10-4cm3/s-cm2

Sementara bahan yang dapat dijadikan sebagai pelat bipolar berikut karakteristiknya dapat dilihat pada tabel di bawah ini^[12]:

Tabel 2.4 Material untuk Pelat Bipolar PEMFC^[12]

Bahan	Paduan	Karakteristik
Grafit	Diimpregnasi dengan polimer	Konduktivitas tinggi, tebal, getas, biaya membuat saluran air mahal
Logam atau paduan logam	Paduan Ni, paduan Cr, stainless steel, baja titanium	Konduktivitas tinggi, korosi, biaya membuat saluran air mahal
Komposit	Komposit polimer/karbon, komposit karbon/karbon	Ringan, murah, konduktivitas rendah dibandingkan grafit dan logam
Plastik konduktif	Plastik cair kristalin	Konduktivitas relatif rendah