Prinsip Kerja Sel Volta yang Banyak digu

Oleh:
Dani Rizki Yoansyah/
Hafida Zahra/
Priska Dwi Satya D./
Viona Yashinta/
XII IPA 7

PRINSIP KERJA SEL VOLTA YANG
BANYAK DIGUNAKAN DALAM
KEHIDUPAN SEHARI-HARI

A. BATERAI KERING ALKALIN
1. Apakah perbedaan antara baterai biasa dan baterai kering alkalin?
Jawab:
a. Sel Leclanche terdiri dari katode yang berasal dari karbon(grafit)
dan anode logam zink. Elektrolit yang dipakai berupa pasta
campuran MnO2, serbuk karbon dan NH4Cl.Persamaan reaksinya :
Anode : Zn → Zn2+ + 2eKatode : 2MnO2 + 2NH4++ 2e- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O
Reaksi sel : Zn + 2NH4+ + 2MnO2 → Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O
b. Dinamakan baterai alkalin karena elektrolitnya bersifat alkali atau
basa, bukan asam. Nama alkalin diambil dari bahan kimia yang

digunakan dalam baterai, yaitu: elektrolit basa kalium klorida.
Seperti elektrolit dalam sel kering, bentuknya bukan cairan,
sehingga mudah dibawa-bawa.

Persamaan reaksinya:
Anode : Zn + 2OH- → Zn(OH)2+ 2eKatode : 2MnO2 + 2H2O +2e- → 2MnO(OH)+ 2OHReaksi sel : Zn + 2MnO2 + 2H2O → Zn(OH)2 + 2MnO(OH)
2. Apakah keunggulan baterai alkalin dari baterai kering
biasa?
Jawab :
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. Tahan terhadap beban berat seperti over charging,
over discharging dan tahan lama

B. BATERAI NIKEL-KADNIUM
• Baterai nikel-kadmium tergolong sel sekundar
• Susunan baterai nikel-kadmium

Anode

: Ni dan Cd

Katode

: NiO2 dan NiO(OH)

Elektrolit : aquades KOH dengan

konsentrasi 20-34%

• Nilai potensial satu sel baterai Nikel-kadmium adalah 1,4 volt

Keunggulan baterai Nikel-kadmium
• Memiliki nilai hambatan internal yang kecil dan memungkinkan untuk di
charge dan discharge dengan rate tertinggi
• Memiliki waktu siklus hingga lebih dari 500 siklus
• Baterai nikel-kadmium memiliki daya tahan sedikit diatas baterai biasa

KEKURANGAN BATERAI
NIKEL-KADMIUM
• Adanya efek ingatan yang berarti baterai ini dapat mengingat jumlah
energi yang dilepas saat discharge sebelumnya
• Sangat sensitif terhadap kelebihan pengisian, sehingga perlu perhatian
pada saat pengisian muatan listrik
• Biaya pembuatan mahal
• Tidak ramah lingkungan (beracun)

C. BATERAI LITIUM
1. KEUNGGULAN LITIUM SEBAGAI BAHAN PEMBUAT BATERAI
- Memiliki daya yang lebih besar
- Tahan lebih lama
- Memiliki densitas energi terbaik dibandingkan baterai lainnya. Artinya memiliki
kepadatan energi yang lebih baik sehingga mampu menyimpan daya yang lebih besar.
- Tidak ada memory effect seperti yang dialami oleh baterai berbasis Nickel. Sehingga
kita dapat melakukan pengisian ulang kapan saja tanpa menunggu energi pada
baterai benar-benar habis.
- Tingkat kehilangan daya yang kecil jika disimpan untuk jangka waktu lama. Tidak
mengandung bahan beracun seperti timah, merkuri atau kadmium yang berbahaya

bagi lingkungan.

SUSUNAN BATERAI LITHIUM-ION

CARA KERJA BATERAI LITHIUM-ION
• Susunan struktur dari baterai litium-ion bisa dilihat di gambar 1. Baterai
litium ion sendiri terdiri atas anoda, separator, elektrolit, dan katoda.
Pada katoda dan anoda umumnya terdiri atas 2 bagian, yaitu bagian
material aktif (tempat masuk-keluarnya ion litium) dan bagian pengumpul
elektron (collector current).
• Proses penghasilan listrik pada baterai litium-ion sebagai berikut: Jika
anoda dan katoda dihubungkan, maka elektron mengalir dari anoda
menuju katoda, bersamaan dengan itu listrik pun mengalir. Pada bagian
dalam baterai, terjadi proses pelepasan ion litium pada anoda, untuk
kemudian ion tersebut berpindah menuju katoda melalui elektrolit. Dan di
katoda, bilangan oksidasi kobalt berubah dari 4 menjadi 3, karena
masuknya elektron dan ion litium dari anoda. Sedangkan proses
recharging/pengisian ulang, berkebalikan dengan proses ini.
• Dari berbagai banyak jenis logam, kenapa litium yang sangat menjanjikan
untuk anoda? Litium memiliki nilai potensial standar paling negatif (-3.0

V), paling ringan (berat atom:6.94 g), sehingga bila dipakai untuk anoda
dapat menghasilkan kapasitas energi yang tinggi.

D. SEL BAHAN BAKAR
2. Gambar susunan sel bahan bakar

CARA KERJA SEL BAHAN BAKAR
• Prinsip kerja fuel cell yaitu hidrogen di dalam sel dialirkan menuju sisi
anoda sedangkan oksigen di dalam udara dialirkan menuju sisi katoda.
Pada anoda terjadi pemisahan hidrogen menjadi elektron dan proton (ion
hidrogen). Ion hidrogen ini kemudian menyebrang dan bertemu dengan
oksigen dan elektron di katoda dan menghasilkan air. Elektron-elektron
yang mengandung muatan listrik ini akan menuju katoda melalui jaringan
eksternal. Aliran elektron-elektron inilah yang akan menghasilkan arus
listrik.

3.

Reaksi yang terjadi pada sel tersebut sebagai berikut.

• Anode
e–

: 2 H2(g) + 4 OH–(aq) → 4

• Katode
(aq)

: O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e– → 4

• Reaksi sel

: 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)

H2O(l) + 4
OH–

4. Kendala dalam komersialisasi sel bahan bakar:
• Katalis untuk elektroda cukup mahal

• Sumber hidrogen yang berasal dari air juga merupakan
masalah yang saat ini dihadapi. Mahalnya proses
elektrokatalisa air untuk mendapatkan hidrogen juga
merupakan kendala pemasaran sel bahan bakar saat ini,
sehingga belum dapat bersaing dengan bahan bakar minyak
bumi.