Apakah Baterai perak oksida dapat diisi ulang

Oleh Mas Yog 21 Mar, 2020

Sel kering banyak digunakan pada alat-alat elektronika, misal lampu senter. Sel kering ditemukan oleh Leclanche, sehingga sering disebut sel Leclanche. Pada sel Leclanche, reaksi oksidasi terjadi pada zink dan reaksi reduksi terjadi pada karbon yang inert. Elektrolitnya adalah pasta yang basah terdiri dari MnO2, ZnCl2, NHCl dan karbon hitam. Disebut sel kering karena dalam sel tidak terdapat cairan yang bebas. Reaksi yang terjadi pada sel Leclanche dapat ditulis seperti berikut

Zn2+ dapat bereaksi dengan NH3 membentuk ion kompleks [Zn(NH3)4]^2+. Potensial tiap sel Leclanche adalah 1,5 volt. Sel Leclanche tidak dapat diisi ulang, sehingga disebut sel primer. Contoh sel kering antara lain baterai yang biasanya digunakan dalam senter dan baterai berbentuk kancing yang digunakan dalam arloji dan kalkulator. Sel Leclanche sekarang bisa diganti oleh baterai alkalin. Baterai ini terdiri dari anode zink, katode mangan dioksida, dan elektrolit kalium hidroksida. Reaksi yang terjadi pada sel Leclanche dapat ditulis seperti berikut.

Potensial dari baterai alkalin adalah 1,5 volt. Kelebihan baterai alkalin dibanding sel Leclance adalah lebih tahan lama

B. Baterai perak oksida

Baterai perak oksida adalah baterai kecil yang sering digunakan sebagai sumber tenaga miniatur dalam alat bantu pendengaran, kalkulator, dan arloji.

Reaksi yang terjadi sebagai berikut

C. Baterai Merkurium (II) Oksida

Baterai ini menggunakan kalium hidroksida sebagai elektrolit dengan voltasenya sekitar 1,4 volt. Anodenya adalah zink dan katodenya biasanya digunakan oksida yang mudah direduksi atau suatu elektrode lamban yang bersentuhan dengan oksida.

D. Aki (Sel Penyimpan Timbel)

Aki merupakan sel Volta yang banyak digunakan dalam kendaraan bermotor. Selain itu aki juga dapat diisi ulang kembali. Aki disusun dari lempeng timbel (Pb) dan timbel oksida (PbO2) yang dicelupkan dalam larutan asam sulfat (H2SO4). Apabila aki memberikan arus maka lempeng timbel Pb bertindak sebagai anode dan lempeng timbel dioksida (PbO2) sebagai katode. Adapun reaksi yang terjadi sebagai berikut.

Pada kedua elektrode terbentuk timbel sulfat (PbSO4). Hal ini dikarenakan timbel sulfat terdepositokan pada elektrode di mana garam ini terbentuk, bukannya terlarut ke dalam larutan. Apabila keping tertutup oleh PbSO4 dan elektrolitnya telah diencerkan oleh air yang dihasilkan, maka sel akan menjadi kosong. Untuk mengisi kembali, maka elektron harus dialirkan dalam arah yang berlawanan menggunakan sumber listrik dari luar. Timbel sulfat dan air diubah kembali menjadi timbel, timbel dioksida dan asam sulfat dengan reaksi seperti berikut

Jika diisi penuh, maka sebuah aki mempunyai potensial sel sekitar 2,1 V. Aki mobil dengan enam sel mempunyai potensial sekitar 12 V.

E. Sel bahan bakar

Sel bahan bakar biasanya menggunakan oksigen di katode dan suatu gas yang dapat dioksidasi pada anode. Reaksi yang terjadi sebagai berikut.

Penggunaan yang penting dari sel bahan bakar tetapi sulit terealisasi adalah sebagai pembangkit tenaga listrik alternatif, yang hanya sedikit menimbulkan pencemaran udara maupun pencemaran terminal pada sungai dibandingkan dengan pembangkit tenaga listrik dengan batubara

Uap air yang dihasilkan diembunkan dan ditambahkan dalam persediaan air minum untuk para astronot. Sel bahan bakar ini memiliki kelebihan yaitu efisien, sedikit pembakaran, bebas polusi, tidak berisik, dan mudah dibawa. Sel bahan bakar tidak berhenti memberikan muatan selama ada sumber bahan bakar, biasanya hidrogen dari gas alam dan oksigen dari udara

Tegangan kerja Battery Lithium-Ion 18650 adalah 3,7 Volt. Maksimum dapat di cas 4,2 Volt dan battery dianggap kosong pada tegangan 2,8 – 3,0 Volt. Jadi ketika anda mengukur tegangan battery-nya 2,8 – 3,0 V, berati battery tersebut sudah kosong, alias perlu di cas kembali.

Tentukan pH campuran 150 mL NH40H 0,2 M Kb NH+OH 1 x 10-5 dengan 150 HCI 0.1 M?

Reaksi antara 100 mL CH;COOH 0,01 M dengan 100 mL CH,COONa 0,02M, jika Ka CH3COOH I x 105, hitunglah pH penyangga larutan tersebut?

Tentukan pH campuran dari Reaksi antara 100 mL HI 0,1 M dengan 200 ml NH40H 0,05 M [Kb NH4OH 1 x 10-5, Kw 1 x 10-14]?

Tentukan pH dari senyawa garam berikut ! a. 100 mL CH COONa 0,04 M [Ka CH;COOH 1 x 10-5] b. 50 mL [NH4]SO; 0,045M [ Kb NH,OH 1 x 10-5]

Tolong bantu jawab ya kimia

23. Kelompok senyawa yang mempunyai gaya dipol adalah

Jumlah mol yang dimiliki 14 gram gas nitrogen [Mr =28] adalah ​

4 Kerjakan soal-soal di bawah ini dengan benar! Tulislah reaksi yang terjadi pada elektrolisis berikut a. Larutan CuSO, dengan elektrode grafit. b. La … rutan NaCl dengan elektrode C. c. Lelehan NaCl dengan elektrode C. Kimia SMK/MAK [Teknologi​

Sebanyak 0.49gram H2SO4 dilarutkan dalam 1 liter aquades. Jika Ar H = 1, Ar S = 32 dan O = 16 maka pH larutan yang terbentuk adalah …. * 5 poin Opsi 1 … 2 + log 1 3 – log 5 3 + log 5 11 + log 5 12 + log 5​

23. Kelompok senyawa yang mempunyai gaya dipol adalah

» Modul PLPG R 124 Tahun 2013 = 2015 Modul Kimia 1 24

» Prasyarat Petunjuk Penggunaan Modul Tujuan Akhir

» Penemuan Sinar Katode: Elektron

» Penemuan Sinar Terusan: Proton

» Penemuan Neutron Uraian Materi-1

» Tujuan Antara Latihan Kegiatan Belajar-1 Petunjuk

» Rambu-Rambu Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar-1

» Model Atom Thomson Model Atom Rutherford

» Spektrum Atom Uraian Materi

» Struktur Halus Spektrum Tujuan Antara

» Sifat Gelombang Partikel Tujuan Antara

» Prinsip Ketidak-pastian Tujuan Antara

» Fungsi Gelombang Tujuan Antara

» Interpretasi fungsi gelombang Tujuan Antara

» Bentuk dan sifat simetri orbital atom

» Bilangan kuantum Tujuan Antara

» Atom Polielektron Tujuan Antara

» Prinsip Aufbau dan Konfigurasi Elektronik

» Diagram Orbital Konfigurasi Elektronik

» Efek Perisai dan Penetrasi

» Rambu-rambu Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar-3

» Organisasi Tabel Periodik Unsur TPU

» Rambu-rambu Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar-4

» Ikatan Kimia Uraian Materi 5

» Ikatan Ionik Berbagai Tipe Konfigurasi Elektronik Spesies Ionik

» Ikatan Kovalen Struktur Lewis

» Teori Ikatan Valensi dan Hibridisasi

» Teori Tolakan Pasangan Elektron Kulit Valensi

» Rambu-rambu Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar-5

» Materi dan sifat-sifatnya. KUNCI JAWABAN LEMBAR ASESMEN

» Unsur elements, senyawa compounds, dan campuran mixtures.

» Hukum kekekalan Massa dan Hukum Perbandingan Tetap

» Teori Atom Dalton. KUNCI JAWABAN LEMBAR ASESMEN

» Pendahuluan Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif

» Konsep Mol. KEGIATAN BELAJAR EVALUASI

» Larutan solution Stoikiometri 1. Stoikiometri dengan faktor konversi.

» Konsentrasi larutan. Stoikiometri 1. Stoikiometri dengan faktor konversi.

» Pembuatan larutan kemolaran tertentu

» Aplikasi Stoikiometri Larutan Stoikiometri 1. Stoikiometri dengan faktor konversi.

» Penentuan konsentrasi zat. Contoh 14.

» Penentuan Massa molekul relatif asam atau basa. Contoh 15. Penentuan Persamaan Asam-Basa Contoh 16.

» Titrasi dengan larutan kalium permanganat Contoh 18. Titrasi dengan Iodin

» Penentuan Persamaan Reaksi Redoks Contoh 20. Penentuan Bilangan Oksidasi Contoh 21.

» Rangkuman. KEGIATAN BELAJAR EVALUASI

» Soal Latihan. Latihan yang berupa soal hitungan mohon dikerjakan dengan menggunakan

» Pendahuluan KEGIATAN BELAJAR EVALUASI

» Konsep Kesetimbangan Kimia KEGIATAN BELAJAR EVALUASI

» Asam kuat dan basa kuat. pH asam kuat dan basa kuat. pH asam lemah monoprotik.

» pH basa lemah monoekivalen. pH campuran larutan yang merupakan pasangan asam-basa konjugat.

» pH larutan yang mengandung H

» pH larutan yang mengandung HA pH larutan yang mengandung A

» Soal latihan. KEGIATAN BELAJAR EVALUASI

» Latihan Soal KEGIATAN BELAJAR 1

» Tes formatif KEGIATAN BELAJAR 1

» Latihan soal Tes Formatif

» Tujuan Antara Latihan Soal

» Pengertian Reaksi Redoks Penyetaraan Reaksi Redoks

» Reaksi Redoks pada Elektode Potensial Elektode

» Jenis-jenis Sel Elektrokimia a. Sel GalvaniSel VoltaSel Bahan Bakar

» Sel Aki Baterai Kering atau Sel Leclanche

» Baterai Alkalin Baterai Perak Oksida

» Reaksi elektrolisis larutan Na Elektrolisis larutan KI dengan elektode grafit C

» Elektrolisis Larutan CuSO Elektrolisis Leburan Elektrolit

» Penggunaan Elektrolisis dalam Industri

» Tujuan Antara Uraian Materi 1. Defenisi Senyawa organik

Show more

Macam-Macan Sel Volta

1.BATERAI ALKALIN

            Suatu jenis baterai dimana elektrolitnya bersifat alkali atau basa. Elektrolit yang digunakan adalah kalium hidroksida [KOH]. Dinamakan alkalin karena elektrolit yang digunakan berasal dari golongan alkali Seperti elektrolit dalam sel kering, bentuknya bukan cairan, sehingga mudah dibawa-bawa. Baterai jenis ini masih menggunakan prinsip-prinsip dasar yang sama dengan sel volta, yaitu menggunakan dua jenis logam yang dipisahkan oleh cairan yang menghantarkan listrik, disertai dengan penghubung antara kutub negatif dan positif. Komponen dan Fungsinya a. Anoda sebagai elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lain, pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Pada proses elektrokimia, baik sel galvanik [baterai] maupun sel elektrolisis, anoda mengalami oksidasi. b. Katoda adalah elektroda dalam sel elaktrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir keluar darinya. Pada baterai biasa [Baterai Karbon-Seng], yang menjadi katoda adalah seng, yang juga menjadi pembungkus baterai. Sedangkan, pada baterai alkalin, yang menjadi katoda adalah mangan dioksida [MnO2]. c. Pasta merupakan elektrolit atau mediasi penghantar. Pada batu baterai kering alkalin [baterai alkalin], amonium klorida yang bersifat asam pada sel kering diganti dengan kalium hidroksida yang bersifat basa [alkali]. Dengan bahan kimia ini, korosi pada bungkus logam seng dapat dikurangi. Fungsi utama cairan elektrolit pada baterai alkalin sebagai konduktor untuk  memindahkan ion-ion hidroksida dari satu elektroda ke elektroda lainnya tergantung pada prosesnya, pengosongan atau pengisian,sedangkan selama proses pengisian dan pengosongan komposisi kimia material aktif pelat-pelat baterai akan berubah.

penampang baterai alkalin

Anoda Zn [-]   :  Zn                                → Zn2+ + 2e–
Katoda C [+]  :  2MnO2 + H2O + 2e-    → Mn2O3

+ 2OH–

Reaksi total     :  Zn + 2MnO

2 + H2O     → Zn2+ + Mn2O3

+ 2OH– prinsip kerja baterai alkalin Baterai Alkalin menggunakan Kalium Hidroksida sebagai elektrolit, selama proses pengosongan [Discharging] dan pengisian [Charging] dari sel baterai alkali. Discharging Proses discharging pada sel berlangsung. Bila sel dihubungkan dengan beban maka, elektron mengalir dari anoda melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda. Arus listrik dapat mengalir disebabkan adanya elektron yang bergerak ke dan/atau dari elektroda sel melalui reaksi ion antara molekul elektroda  dengan molekul elektrolit sehingga memberikan jalan bagi elektron untuk mengalir.

Charging Bila sel dihubungkan dengan power supply maka elektroda positif menjadi anoda dan elektroda negatif menjadi katoda.

kelebihan dan kekurangan baterai alkalin:

1. KELEBIHAN :

a. Pada pembebanan yang tinggi dan terus menerus, mampu memberikan umur pelayanan 2-10 kali pemakaian dari sel leclanche.                                                                                                                                                            b. Sangat baik dioperasikan pada temperatur rendah sampai -25 derajat celcius

c. Baterai yang sering digunakan adalah zinc-alcaline manganese oxide yang memberikan    daya lebih per penggunaannya dibandingkan batere sekunder. zinc-alcaline manganese oxide mempunyai umur [waktu hidup yang lama].

d. Tahan terhadap beban berat seperti over charging, over discharging dan tahan lama.

2. KEKURANGAN :

a. sekali pakai b. densits energi nya rendah c. agak sulit diproduksi masal

d. biaya metal yang digunakan untuk elektoda cukup mahal

2.Aki / Baterai Timbal [Accu]

Aki atau Storage Battery adalah sebuah sel atau elemen sekunder dan merupakansumber arus listrik searah yang dapat mengubah energy kimia menjadi energy listrik. Aki termasuk elemen elektrokimia yang dapat mempengaruhi zat pereaksinya, sehingga disebut elemen sekunder. Kutub positif aki menggunakan lempeng oksida dan kutub negatifnya menggunakan lempeng timbale sedangkan larutan elektrolitnya adalah larutan asam sulfat. Cara kerja ·Saat baterai mengeluarkan arus 1.Oksigen [O] pada pelat positif terlepas karena bereaksi/bersenyawa/bergabung dengan hidrogen [H] pada cairan elektrolit yang secara perlahan-lahan keduanya bergabung/berubah menjadi air [H20]. 2. Asam [SO4] pada cairan elektrolit bergabung dengan timah [Pb] di pelat positif maupun pelat negatif sehigga menempel dikedua pelat tersebut. Reaksi ini akan berlangsung terus sampai isi [tenaga baterai] habis alias dalam keadaan discharge. Pada saat baterai dalam keadaan discharge maka hampir semua asam melekat pada pelat-pelat dalam sel sehingga cairan eletrolit konsentrasinya sangat rendah dan hampir melulu hanya terdiri dari air [H2O], akibatnya berat jenis cairan menurun menjadi sekitar 1,1 kg/dm3 dan ini mendekati berat jenis air yang 1 kg/dm3. Sedangkan baterai yang masih berkapasitas penuh berat jenisnya sekitar 1,285 kg/dm3. Nah, dengan perbedaan berat jenis inilah kapasitas isi baterai bisa diketahui apakah masih penuh atau sudah berkurang yaitu dengan menggunakan alat hidrometer. Hidrometer ini merupakan salah satu alat yang wajib ada di bengkel aki [bengkel yang menyediakan jasa setrum/cas aki ]. Selain itu pada saat baterai dalam keadaan discharge maka 85% cairan elektrolit terdiri dari air [H2O] dimana air ini bisa membeku, bak baterai pecah dan pelat-pelat menjadi rusak. ·         Saat baterai menerima arus Baterai yang menerima arus adalah baterai yang sedang disetrum/dicas alias sedang diisi dengan cara dialirkan listrik DC, dimana kutup positif baterai dihubungkan dengan arus listrik positif dan kutub negatif dihubungkan dengan arus listrik negatif. Tegangan yang dialiri biasanya sama dengan tegangan total yang dimiliki baterai, artinya baterai 12 V dialiri tegangan 12 V DC, baterai 6 V dialiri tegangan 6 V DC, dan dua baterai 12 V yang dihubungkan secara seri dialiri tegangan 24 V DC [baterai yang duhubungkan seri total tegangannya adalah jumlah dari masing-maing tegangan baterai: Voltase1 + Voltase2 = Voltasetotal]. Hal ini bisa ditemukan di bengkel aki dimana ada beberapa baterai yang duhubungkan secara seri dan semuanya disetrum sekaligus. Berapa kuat arus [ampere] yang harus dialiri bergantung juga dari kapasitas yang dimiliki baterai tersebut [penjelasan tentang ini bisa ditemukan di bagian bawah]. Konsekuensinya, proses penerimaan arus ini berlawanan dengan proses pengeluaran arus, yaitu :1. Oksigen [O] dalam air [H2O] terlepas karena bereaksi/bersenyawa/bergabung dengan timah [Pb] pada pelat positif dan secara perlahan-lahan kembali menjadi oksida timah colat [PbO2].2. Asam [SO4] yang menempel pada kedua pelat [pelat positif maupun negatif] terlepas dan bergabung dengan hidrogen [H] pada air [H2O] di dalam cairan elektrolit dan kembali terbentuk menjadi asam sulfat [H2SO4] sebagai cairan elektrolit. Akibatnya berat jenis cairan elektrolit bertambah menjadi sekitar 1,285 [pada baterai yang terisi penuh]. Jenis Elektroda

Sel aki terdiri atas timbal [Pb] sebagai anode dantimbaldioksida [PbO2] sebagaikatodekemudiankeduaelektrodaitudicelupkandalamlarutanasamsulfat [H2SO4]. Keduaelektrodaitubtidakperludipisahkandenganjembatangaram

Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut :

Reaksi total : Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- → 2PbSO4 + 2H2O

Anode : Lempeng logam timbal [Pb]. Katode : Lempeng logam oksida timbal [PbO2]. Ektrolit : Larutan asam sulfat [H2SO4] encer. Reaksi pengosongan aki: Anode : Pb[s] ++ H2SO4 [aq] —> PbSO4[s] + H+[aq] + 2 e–

Katode : PbO2[s] + SO4-2 [aq]+ 3 H+[aq] + 2 e– —>PbSO4[aq] + 2 H2O+ 2 H2O [l]

Reaksi total : Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- → 2PbSO4 + 2H2O Ketika sel ini menghasilkan arus listrik, anode Pb dan katode PbO2

Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan :

1.      mampu menyediakan sumber energi yang lebih besar [sebagai starter], 2.      mempunyaiwaktu hidup relatif panjang,

3.      efektif pada suhu rendah.

Kerugian : 1.      Kapasitas dapat hilang: PbSO4 yang dibutuhkan saat tahap recharge, melapislempeng baterai setelah baterai didischarge, terjadi pengurangan PbSO4. Apabila terus menerus terjadimaka makin hilang kapasitasnya, dan tidak dapat lagi diisi kembali.

2.      Resiko keselamatan: sel yang sudah lama menimbulkan kerak dan dapat kehilangan air jika digunakan. Selama pengisian kembali, terkadang air akan terhidrolisis menghasilkan H2 dan O2, dimana dapat meledak jika disulut, dan kepercikan H2SO4.

3.Baterai Nikel-Kadmium

Baterai Nikel Kadmium [NiCd] pertama kali ditemukan di Swedia, oleh Waldmar Jungner pada tahun 1899. Namun baru diproduksi secara masal pada tahun 1960an. Baterai jenis ini memiliki tegangan sel sebesar 1,2 Volt dengan kerapatan energi dua kali lipat dari baterai asam timbal. Baterai NiCd termasuk golongan baterai yang dapat diisi ulang [rechargeable battery].

Baterai NiCd menggunakan nikel untuk elektroda positif dan kadmium untuk negative. Baterai nikel kadmium memiliki nilai hambatan intenal yang kecil dan memungkinkan untuk di charge dan discharge dengan rate yang tinggi. Umumnya baterai jenis ini memiliki waktu siklus hingga lebih dari 500 siklus. Salah satu kekurangan baterai jenis nikel kadmium adalah adanya efek ingatan [memory effect] yang berarti bahwa baterai dapat mengingat jumlah energi yang dilepaskan pada saat discharge sebelumnya.

Efek ingatan disebabkan oleh perubahan yang terjadi pada struktur kristal elektrode ketika baterai nikel kadmium diisi muatan listrik kembali sebelum seluruh energi listrik yang terdapat pada baterai nikel kadmiun dikeluarkan/digunakan. Selain itu, baterai nikel kadmium juga sangat sensitif terhadap kelebihan pengisian, sehingga perlu perhatian khusus pada saat pengisian muatan listrik pada baterai. Dengan kata lain, pengisian ulang harus dilakukan pada saat daya baterai benar-benar habis. Karena baterai NiCD memiliki memory effect, semakin lama kapasitasnya akan menurun jika pengisian belum benar-benar kosong.

Cadmium memiliki energi potensial reduksi standar [Eored] sebesar -0.40 V, sedangkan Eored Nikel  sebesar -0.25 V [Daftar Eored beberapa zat terlampir]. Oleh karena Eored Nikel lebih besar [lebih mendekati positif, yang berarti kecenderungan mengalami reduksi lebih besar], maka dalam sistem baterai NiCd, yang menggunakan Nikel dan Cadmium sebagai elektroda, elektroda Nikel akan mengalami reduksi [di sebut sebagai katoda], sedangkan elektroda Cadmium mengalami oksidasi [disebut sebagai anoda], selama reaksi spontan yang menghasilkan listrik [discharge]. Selanjutnya, elektroda Nikel akan disebut sebagai elektroda positif, sementara elektroda Cadmium disebut sebagai elektroda negatif. Reaksi kimia yang berlangsung di dalam baterai NiCd melibatkan air dan zat elektrolit KOH, serta bersifat dapat balik [reversible]. Oleh karena itu, baterai dapat ‘diisi ulang’ ataurechargeable, dengan membalik reaksi yang semula mengubah energi kimia menjadi energi listrik, kepada reaksi balikan yakni, mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Pada reaksi balikan, elektroda yang semula mengalami reduksi akan mengalami oksidasi, begitupun sebaliknya untuk elektroda yang semua mengalami oksidasi akan mengalami reduksi. Sehingga, katoda dan anoda berubah pada reaksi kebalikan.

Selama penggunaan baterai sebagai sumber energi listrik bagi berbagai alat elektronik, baterai NiCd melakukan reaksi kimia. Adapun prinsip Elektrokimia yang bekerja adalah bahwa pada baterai terjadi reaksi oksidasi dan reduksi yang menyebabkan pergerakan elektron, sehingga dihasilkan arus listrik. Berikut ini adalah reaksi kimia yang terjadi selama penggunaan baterai [discharge] :

Positif [reduksi]          : 2NiOOH + 2H2O + 2e- --> 2Ni[OH]2 + 2OH-

Negatif [oksidasi]       : Cd + 2OH- --> Cd[OH]2 + 2e-

reaksi net ion              : 2NiOOH + 2H2O + Cd  --> 2Ni[OH]2 + Cd[OH]2

Salah satu karakteristik baterai NiCd adalah bahwa zat elektrolit tidak berperan secara langsung, tapi berperan dalam transportasi OH-. Sementara itu, apabila seluruh NiOOH telah diubah menjadi Ni[OH]2 dan atau seluruh Cd telah menjadi Cd[OH]2 maka diperlukan 'pengisian ulang' baterai agar ia dapat digunakan kembali. Hal tersebut dilakukan dengan membalik reaksi melalui pemberian arus listrik [sesuai prinsip elektrolisis, mengubah energi listrik menjadi energi kimia]. Ketika arus listrik diberikan, maka elektron akan bergerak menuju kutub baterai yang lebih positif dan menyebabkan reaksi kimia kebalikan sebagai berikut :

Negatif [reduksi]         : Cd[OH]2 + 2e-  --> Cd + 2OH-

Positif [oksidasi]         : 2Ni[OH]2 + 2OH-  --> 2NiOOH + 2H2O + 2e-

reaksi net ion               : 2Ni[OH]2 + Cd[OH]2 --> 2NiOOH + 2H2O + Cd

            Pengaliran arus listrik memaksa terjadinya oksidasi-reduksi di dalam baterai, sehingga kondisi kembali seperti sebelum digunakan. Tetapi, apabila terjadi overcharge [seluruh Ni[OH]2 dan atau Cd[OH]2 telah diubah menjadi NiOOH dan Cd tetapi arus listrik masih tetap dialirkan], maka arus listrik akan tetap memaksa terjadinya oksidasi dan reduksi, dan reaksi tersebut dilakukan pada air sesuai persamaan berikut :

Positif                          : 4OH-  --> O2 + 2H2O + 4e-

Negatif                        : 2H2O + 4e-  --> 2OH- + H2

net ion reaction           : 2OH-  --> H2 + O2

            Tetapi, reaksi antara oksigen dan hidrogen dapat menyebabkan ledakan dalam proses pembentukan air dengan ∆E = -285.8 kJ/mol [∆E = perubahan entalpi, tabel entalpi pembentukan beberapa zat terlampir]. Oleh karena itu, gas harus dialirkan secara tepat, atau pembentukan salah satu gas harus dicegah. Hal kedualah yang dilakukan para pembuat baterai NiCd, yakni mencegah pembentukan gas Hidrogen. Untuk melakukan hal tersebut, kapasitas elektroda negatif dibuat lebih besar dibandingkan elektroda positif sehingga, elektroda positif akan 'terisi penuh' lebih dahlu dari elektroda negatif.     

Baterai NiCd sendiri biasa digunakan di berbagai alat elektronik seperti peralatan remote control, lampu darurat, serta beberapa peralatan tanpa kabel yang lain.

            Baterai Nikel Cadmium merupakan baterai yang dapat diisi ulang kembali. Baterai ini biasa digunakan pada perangkat elektronik portable, lampu darurat, dll. Baterai ini menggunakan Cd sebagai anoda dan pasta NiO[OH] sebagai katodanya. Sedangkan elektrolitnya adalahKOH.

            Reaksi yang terjadi :

Reaksi Anoda : Cd[s] + 2OH-[aq]                                  →        Cd[OH]2[s] + 2e-

Reaksi Katoda                        : 2NiO[OH][s]  + 2H2O[l] + 2e-             →        2Ni[OH]2[s] + 2OH-[aq]

Reaksi Sel                   : Cd[s] + 2NiO[OH][s] + 2H2O[l]           →        Cd[OH]2[s] + 2Ni[OH]2[s]

Potensial sel yang dihasilkan sebesar 1,4 volt

.

            Kelebihan dari baterai ini adalah tempat yang digunakan sama dengan tempat yang digunakan pada baterai biasa sehingga tidak perlu memodifikasi casing-nya. Selain itu jika dibandingkan dengan baterai biasa, baterai nikel cadmium atau yang lebih dikenal sebagai Baterai NiCad ini, mempunyai daya tahan sedikit di atas baterai biasa [dengan catatan kondisi baterai NiCad ini masih baik].

            Kekurangan baterai NiCad adalah biaya pembuatannya mahal, kapasitas berkurang jika tidak baterai dikosongkan [memory effect], dan tidak ramah lingkungan [beracun].

Solusi  : Baterai nikel kadmium sangat sensitif terhadap kelebihan pengisian, sehingga perlu perhatian khusus pada saat pengisian muatan listrik pada baterai. Pada saat pengisian telah selesai maka suhu akan naik dengan cepat [panas meningkat dengan cepat] sehingga charger perlu dimatikan. Karena jika tidak dimatikan akan dapat menyebabkan suhu baterai akan naik terus dan pada akhirnya akan meledak. Dan logam Cd itu beracun, oleh karena itu penggunaan Cd diganti dengan logam hidrida, misalnya litium hidrida [LiH]

4.Sel Kering: Zn – C [Seng – Karbon]

Ditemukan 1860-an dengan nama sel kering, atau sel Leclanche dan lebih familiar dalam kehidupan sehari-hari sebagai baterai biasa.

Baterai ini terdiri dari selongsong [wadah] seng [Zn] yang  berfungsi sebagai anoda dari campuran MnO2 dan pasta elektrolit yang terdiri dari NH4Cl, ZnCl2, H2O, dan pati. Sedangkan katodanya adalah batang grafit [tidak aktif]. Serbuk grafit ditambahkan untuk meningkatkan aliran [konduktivitas]. Pada baterai ini anoda merupakan kutup positif

Sel kering sebenarnya tidak sama sekali kering, disebut sel kering karena elektrolitnya berbentuk pasta [bukan cair].

Reaksi di Anoda [Oksidasi]:Zn[s]   →          Zn2+[aq] + 2e-

Reaksi di Katoda [Reduksi]:

Reaksi di katoda lebih kompleks dan kurang lengkap untuk dimengerti. MnO2[s] direduksi menjadi Mn2O3[s] melalui sederet tahapan yang melibatkan terbentuknya Mn2+ dan reaksi asam-basa antara NH4+ dan OH-.2MnO2[s] +2NH4+[aq] +2e- →Mn2O3[s] +2NH3[aq] +H2O[l]

Amoniak yang dihasilkan selain menjadi gas, juga membentuk kompleks dengan Zn2+ dan membentuk kristal jika kontak dengan ion Cl-:

Zn2+[aq] + 2NH3[aq] + Cl-[aq] → Zn[NH3]2Cl2[s]

Reaksi keseluruhan dalam sel:

2MnO2[s]+2NH4Cl[aq]+Zn[s]→Zn[NH3]2Cl2[s]+H2O[l]+Mn2O3[s]     Esel = 1,5 Volt

Penggunaan: radio [jinjing, portable], lampu senter, mainan [anak-anak];

Kelebihan: murah, mudah dibawa/ disimpan, dapat   diperoleh/dibentuk dalam berbagai ukuran;

Kekurangan: pada [pengeluaran] arus yang tinggi mengeluarkan air, membebaskan gas amoniak [NH3[g]], yang menyebabkan turunnya tegangan [voltage drop]. Sel kering mempunyai waktu hidup relatif pendek karena anoda seng [Zn] bereaksi dengan ion NH4+[aq] yang bersifat asam, dan tidak dapat dimuati/diisi kembali [nonrechargeable].

Baterai Merkuri- /Pera

5.Baterai Merkuri- /Perak Oksida

Baterai merkuri oksida dan perak oksida sangat mirip, keduanya menggunakan seng sebagai anoda [agen pereduksi] dalam medium yang bersifat basa. Dalam baterai merkuri oksida, maka HgO bertindak sebagai katoda, sedang dalam perak oksida sebagai katodanya adalah Ag2O. Pereaksi padatan [zat padat] bersifat kompak dan dipisahkan dengan KOH, dengan pemisah berpori [porous separator]. Separator ini berfungsi sangat mirip dengan jembatan garam. 

Reaksi di anoda [oksidasi]:

 Zn[s] + OH-[aq] → ZnO[s] + H2O[l] + 2e-

Reaksi di katoda [reduksi]:

HgO [s] + H2O[l] + 2e- →  Hg[l] + 2OH-[aq]     [untuk baterai merkuri]

Ag2O [s] + H2O[l] + 2e- → 2Ag[s] + 2OH-[aq]  [untuk baterai perak]

Reaksi sel keseluruhan:

 Zn[s] + HgO [s] → ZnO[s] + Hg[l]    Esel = 1,3 V   [baterai merkuri]

 Zn[s] + 2AgO [s] →  ZnO[s] + 2Ag[l]    Esel = 1,6 V    [baterai perak]

•        Penggunaan: baterai merkuri [untuk arloji, kalkulator], baterai perak [untuk kamera, pengukur detak jantung, alat bantu dengar]

•         Keutungan: keduanya berukuran [sangat] kecil dan tipis, tegangan relatif besar. Sel perak relatif kokoh dan non toksik

•         Kelemahan: sel merkuri berifat toksik sedang sel perak relatif mahal

6.Sel bahan bakar

Fuel cell [sel bahan bakar] menggunakan reaksi pembakaran yang menghasilkan arus listrik. Bahan bakarnya tidak terbakar, -sebagaimana halnya dengan jenis baterai yang lain-, tetapi reaksi berlangsung secara terpisah dalam sistem setengah-reaksi, dan elektron ditransfer melalui rangkaian eksternal. Suatu sel bahan bakar dihasilkan dari reaksi gas hidrogen dan oksigen mengahsilkan uap air. Gas hidrogen dioksidasi, sedang gas oksigen direduksi membentuk uap air. Elektroda yang digunakan adalah grafit yang dilingkupi [disalut] dengan katalis platina yang terimpregnasi.

Di anoda [akibat lapisan katalis], H2 displit, dan elektron [e-] masuk rangkaian. Dalam elektrolit terjadi pertukaran – membran – proton [proton-exchange-membrane, PEM] baru, di mana sel mengandung kerangka utama [backbone] polimer perfluoroetilena  –[F2C – CF2]– yang diperkaya dengan gugus asam sulfonat [RSO3-] yang menjembatani [mengalirkan] H+ dari anoda ke katoda. Sedangkan di katoda [dengan cara yang analog, akibat lapisan Pt], terjadi reduksi terhadap O2, dan selanjutnya bergabung dengan H+.

Reaksi di anoda [Oksidasi]:

          H2[g]  →  2H+[aq] + 2e-

Reaksi di katoda [Reduksi]:

          ½O2[g] + 2H+[aq] + 2e-  →   H2O[g]

Reaksi sel keseluruhan [Redoks]:

          H2[g] + ½O2[g]   →  H2O[g]

Penggunaan     : Sangat luas untuk masa yang akan datang, untuk transportasi, rumah

tangga, dan bisnis tenaga listrik. Dapat digunakan juga untuk menyediakan air murni [setelah dikondensasi terlebih dahulu] selama pembebasan hasil reaksinya.

Keuntungan    :   

[1] bersih, tidak menghasilkan polutan, dan portable

[2] mengkonversi ~ 75% energi ikat dalam bahan bakar menjadi energi listrik.

Kerugian         :

[1] sel bahan bakar beroperasi dengan aliran kontinu dari reaktan, juga tidak mampu menyimpan energi listrik,

 [2] katalis untuk elektroda cukup mahal

Sel bahan bakar merupakan sumber energi yang sangat menguntungkan. Tidak seperti sel kering [sel primer] dan sel penyimpan [sel sekunder], pereaksi di katoda dan anoda secara kontinu mensuplai kebutuhan energi. Sel ini bekerja selama ada reaksi itu dan tidak dapat menyimpan energi. Secara termodinamika, efisiensi yang dihasilkan relatif tinggi. Energi yang dihasilkan dalam bentuk kerja ini lebih tinggi daripada jika gas hidrogen dan gas oksigen dibakar untuk menghasilkan panas. Karenanya sumber bahan bakar merupakan energi masa depan dan dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif pengganti bahan bakar fosil [minyak bumi dan sejenisnya].

Page 2

Video yang berhubungan