Improved performance of solid oxide fuel cell operating on biogas using tin anode-infiltration

This work presents a novel method of Sn-infiltration on SOFC anodes for SOFC operation in biogas dry reforming. Using commercially available NiYSZ-based anode supported half cells with hand-painted LSM/YSZ cathode layers, Sn-infiltrated NiYSZ SOFCs containing different amounts of Sn were manufactured. These SOFCs were tested for their electrochemical performance and quantity of deposited carbon during operation on simulated biogas of 1:2 volume ratio of CO2:CH4 without humidification but with 25% Helium added to the feed stream to enable measurements of the fuel cell outlet gas composition using a quadrupole mass spectrometer. Most of the SOFCs were tested in biogas for 1 day (22 hours), but several cells were tested for 6 days (150 hours) to evaluate performance degradation. The electrochemical performance tests at 750 oC showed that with H2 as fuel the non-infiltrated NiYSZ SOFCs were able to reliably generate a moderate level of current of 350 mA cm-2 at 0.7 V; however when simulated biogas was introduced, current dropped significantly to 90-200 mA cm-2. Contrary to non-infiltrated cells, a series of Sn-infiltrated cells under the same operating conditions performed equally well both on H2 and biogas producing 310 to 420 mA cm-2 at 0.7 V. Several cells showed stable electrochemical performance over 150 hours of operation both on H2 and biogas. Using Temperature Programmed Oxidation (TPO), both Sn-infiltrated and non-infiltrated SOFCs showed low quantities of carbon formed during 22 hours operation on biogas. Visual observation and SEM images of the anode surface after 150 hours operation on biogas showed no sign of deposited carbon. The conclusion is that Sn-infiltrated NiYSZ-based SOFC can be operated on simulated biogas with significantly higher electrochemical performance and low carbon deposition, given the anode is adequately modified

Effect of Sn loading variation on the electrochemical performance of dry internal reforming of biogas in solid oxide fuel cells

This is an accepted manuscript of an article published by Elsevier on 26/10/2022, available online: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.10.020 The accepted version of the publication may differ from the final published version.Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) operations at 750 °C by using direct-biogas fuel without pre-reforming or steam addition on undoped Ni/YSZ and tin-doped Ni/YSZ (Sn-Ni/YSZ) anodes with varied Sn loadings were tested. High CH4/CO2 ratio (2:1) was used as simulated biogas with the absence of steam. The average current density of the undoped Ni/YSZ cells at 0.7 V and 750 °C was approximately 150 mA/cm2, while that of Sn-Ni/YSZ cells produced 300–420 mA/cm2 depending on Sn/Ni dopant concentration. Repeated cell tests revealed that the SOFC electrochemical performance is very sensitive to the quantity of Sn doped into the Ni/YSZ anode even with dopant amount as low as 0.10 wt% Sn/Ni. The highest electrochemical performance in H2 and biogas was obtained from Sn-Ni/YSZ with 0.38 wt% Sn/Ni loading in the anode. The SEM micrographs of the tested anode surface showed no apparent sign of carbon deposition on the anode while small amount of carbon quantified on the SOFC tested cells with Temperature Programmed Oxidation (TPO). The successful operation of SOFC using biogas as fuel broadens the application of SOFC to directly produce electricity at places where biogas produced from anaerobic digestion of waste is available. However, due to the gradual degradation in the long durability test (150 h) shown in biogas there are further studies need to be carried out.Troskialina is grateful to the Ministry of Education of Indonesia and European Union’s Hydrogen Joint Undertaking Project under Grant Agreement No.278525 MMLCR=SOFC for the funding provided for her to carry out this study at The Centre for Fuel Cell and Hydrogen Research, School of Chemical Engineering University of Birmingham, United Kingdom.Published versio

Pemanfaatan Herbal Bunga Telang Sebagai Peluang Usaha Bagi Kelompok Wanita Tani (KWT) Di Desa Arjasari Kabupaten Bandung

Bunga telang (Clitoria ternatea) merupakan tanaman yang mudah dibudidayakan. Bunganya yang unik  berwarna biru dapat dijadikan zat warna alami untuk berbagai jenis makanan dan minuman. Kandungan antoksidan yang tinggi dalam bunga telang menjadikan bunga ini menjadi trendi sebagai minuman herbal untuk meningkatkan imun tubuh di masa pandemi ini. Sehubungan dengan hal ini maka bunga telang dapat menjadi peluang usaha untuk petani khususnya Kelompok Wanita Tani Rengganis yang ada di Desa Arjasari Kabupaten Bandung. Untuk meningkatkan usaha pembuatan serta meningkatkan mutu tanaman herbal khususnya bunga telang, Politeknik Negeri Bandung (Polban) melalui program Pengabdian Kepada Masyarakat (PkM) memberikan penyuluhan yang mencakup pengenalan herbal dan manfaatnya, penanaman secara organik menggunakan pupuk organik cair, teknik pengeringan dan pengolahan  bunga telang yang  dapat menghasilkan berbagai produk berbahan dasar bunga telang, serta teknik pemasaran untuk memanfaatkan peluang bisnis dari bunga telang. Kegiatan ini   mendapat respon dan  antusiasme yang tinggi dari masyarakat setempat, karena secara umum peluang usaha ini sesuatu yang baru untuk mereka. Berdasarkan kuisioner yang dibagikan kepada peserta kegiatan ini diharapkan dapat berlanjut. Sehingga dapat meningkatkan kesehatan, kesejahteraan serta perekonomian masyarakat Desa Arjasari dan sekitarnya.Bunga telang (Clitoria ternatea) merupakan tanaman yang mudah dibudidayakan. Bunganya yang unik  berwarna biru dapat dijadikan zat warna alami untuk berbagai jenis makanan dan minuman. Kandungan antoksidan yang tinggi dalam bunga telang menjadikan bunga ini menjadi trendi sebagai minuman herbal untuk meningkatkan imun tubuh di masa pandemi ini. Sehubungan dengan hal ini maka bunga telang dapat menjadi peluang usaha untuk petani khususnya Kelompok Wanita Tani Rengganis yang ada di Desa Arjasari Kabupaten Bandung. Untuk meningkatkan usaha pembuatan serta meningkatkan mutu tanaman herbal khususnya bunga telang, Politeknik Negeri Bandung (Polban) melalui program Pengabdian Kepada Masyarakat (PkM) memberikan penyuluhan yang mencakup pengenalan herbal dan manfaatnya, penanaman secara organik menggunakan pupuk organik cair, teknik pengeringan dan pengolahan  bunga telang yang  dapat menghasilkan berbagai produk berbahan dasar bunga telang, serta teknik pemasaran untuk memanfaatkan peluang bisnis dari bunga telang. Kegiatan ini   mendapat respon dan  antusiasme yang tinggi dari masyarakat setempat, karena secara umum peluang usaha ini sesuatu yang baru untuk mereka. Berdasarkan kuisioner yang dibagikan kepada peserta kegiatan ini diharapkan dapat berlanjut. Sehingga dapat meningkatkan kesehatan, kesejahteraan serta perekonomian masyarakat Desa Arjasari dan sekitarnya

Pembuatan dan Pengujian Pupuk Organik Cair dari Limbah Kulit Buah-buahan dengan Penambahan Bioaktivator EM4 dan Variasi Waktu Fermentasi

Produksi olahan pangan dari buah-buahan selalu menghasilkan limbah kulit dalam pengolahannya. Limbah tersebut hanya dibuang dan dibiarkan menumpuk begitu saja oleh mansyarakat. Apabila tidak ditangani secara cepat akan menghasilkan bau yang tidak sedap sehingga akan mencemari lingkungan. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan yaitu dengan cara mengolah limbah tersebut menjadi pupuk organik cair dengan proses fermentasi. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kandungan hara makro dan kualitas dari pupuk organik cair, mengetahui waktu fermentasi optimum, harga pokok produksi dan BEP dari proses pembuatan pupuk organik cair. Penelitian ini dilakukan dengan cara menambahkan EM4, ragi, dan air gula ke dalam reaktor yang berisi limbah kulit buah yaitu kulit pisang, mangga dan nanas. Proses fermentasi dilakukan selama 34 hari dan dilakukan pengambilan sampel pada hari ke-7, 14, 24 dan 34 untuk dianalisis kandungan hara makro yang terdiri dari C-Organik, P, dan K dengan metode spektrofotometri UV/VIS, SSA dan N dengan metode Kjeldahl. Pada penelitian ini dihasilkan pupuk organik cair yang terbaik yaitu campuran limbah kulit pisang, mangga dan nanas dengan waktu fermentasi 7-14 hari dan kandungan unsur C-Organik, N-total, K2O, dan P2O5 masing-masing sebesar 17,4; 6,05; 2,50 dan 0,15 %. Pupuk organik cair yang dihasilkan sudah memenuhi baku mutu dari Permentan Nomor 261 tahun 2019 kecuali kandungan P2O5, walaupun demikian pupuk organik cair yang diperoleh ini memiliki kualitas yang lebih baik dibanding beberapa pupuk yang sudah dijual secara komersial. Biaya pokok produksi dari pembuatan POC ini sebesar Rp 770.554 dengan Break Event Point (BEP) pada 10 liter