PENGARUH RIB WIDTH DAN CHANNEL DEPTH PADA LEAF VEIN FLOW FIELD PEMFC TERHADAP PRESSURE DROP, GAS DISTRIBUTION, DAN WATER ACCUMULATION MENGGUNAKAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

Kinerja Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) dipengaruhi oleh desain flow field yang berperan dalam distribusi gas reaktan dan pengelolaan air. Flow field biomimetik tipe leaf vein dikembangkan dengan meniru sistem distribusi fluida pada urat daun yang mampu menghasilkan distribusi aliran yang seragam dengan pressure drop yang rendah. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi rib width dan channel depth terhadap pressure drop, gas distribution, dan water accumulation menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD). Penelitian dilakukan menggunakan desain eksperimen faktorial 3×3 dengan variasi rib width sebesar 0,8 mm, 1,0 mm, dan 1,2 mm serta channel depth sebesar 0,6 mm, 0,8 mm, dan 1,0 mm sehingga diperoleh sembilan variasi desain. Simulasi dilakukan menggunakan ANSYS Fluent dengan model Species Transport tanpa mempertimbangkan reaksi elektrokimia. Parameter yang dianalisis meliputi pressure drop, Uniformity Index (UI), dan area weighted average fraksi massa uap air (H₂O vapor). Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan channel depth menurunkan pressure drop akibat bertambahnya luas penampang aliran dan diameter hidrolik saluran. Nilai pressure drop berada pada rentang 24,0699–94,1105 Pa, nilai UI berada pada rentang 0,999863–0,999964, sedangkan nilai water accumulation berada pada rentang 0,149987–0,150030. Temuan tersebut menunjukkan bahwa flow field biomimetik tipe leaf vein mampu menghasilkan distribusi gas dan uap air yang relatif seragam dengan pressure drop yang rendah. Berdasarkan keseluruhan hasil analisis, desain terbaik diperoleh pada P8 dengan kombinasi rib width 1,2 mm dan channel depth 0,8 mm