Pernahkah Anda mendengar kata aki? Aki atau sering dikenal dengan nama akumulator ini sering digunakan pada kendaraan bermotor untuk proses pengapian pada businya. Akumulator atau aki merupakan sumber arus listrik serarah dan merupakan elemen sekunder, karena bisa diisi ulang lagi jika akumulator tersebut tidak mampu mengalirkan arus listrik lagi. Apa bahan dari akumulator? Bagaimana reaksi kimia pada akumulator? Bagaimana cara kerja akumulator?
 |
| Akumulator (Aki) Sumber gambar: Wikipedia |
Akumulator sering disebut dengan aki atau accu.
Elektrode akumulator baik anode dan katode terbuat dari timbal (Cu) berpori, sedangkan bagian utama akumulator sebagai berikut.
a. kutup positif (anode) terbuat dari timbal
dioksida (PbO2),
b. kutub negatif (katode) terbuat dari timbal
murni (Pb),
c. larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat
(H2SO4) dengan kepekatan 30%.
Lempeng timbal dioksida dan
timbal murni disusun saling bersisipan akan membentuk satu pasang sel
akumulator yang saling berdekatan dan dipisahkan oleh bahan penyekat berupa
isolator. Beda potensial yang dihasilkan setiap satu sel akumulator 2 volt. Dalam
kehidupan sehari-hari, ada akumulator 12 volt yang digunakan untuk menghidupkan
starter mobil atau untuk menghidupkan lampu sein depan dan belakang mobil.
Akumulator 12 volt tersusun dari 6 pasang sel akumulator yang disusun seri.
Kemampuan akumulator dalam mengalirkan arus listrik disebut kapasitas
akumulator yang dinyatakan dengan satuan Ampere Hour (AH). Kapasitas akumulator
50 AH artinya akumulator mampu mengalirkan arus listrik 1 ampere yang dapat
bertahan selama 50 jam tanpa pengisian kembali.
a.
Proses Pengosongan Akumulator
Pada saat akumulator digunakan,
terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik dan terjadi perubahan
anode, katode dan elektrolitnya. Pada anode terjadi perubahan yaitu timbal
dioksida (PbO2) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Perubahan yang terjadi pada katode
adalah timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Adapun pada larutan
elektrolit terjadi perubahan, yaitu asam sulfat pekat menjadi encer, karena
pada pengosongan akumulator terbentuk air (H2O). Susunan akumulator adalah
sebagai berikut.
a. Kutub positif (anode) terbuat dari timbal
dioksida (PbO2).
b. Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal
murni (Pb).
c. Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat
(H2SO4) dengan kepekatan 30%.
Ketika akumulator digunakan,
terjadi reaksi antara larutan elektrolit dengan timbal dioksida dan timbal
murni sehingga menghasilkan elektron dan air. Reaksi kimia pada akumulator yang
dikosongkan adalah sebagai berikut.
Pada elektrolit : H2SO4→2H+ + SO42–
Pada anode: PbO2 + 2H+ + 2e + H2SO4 →PbSO4+2H2O
Pada katode : Pb + SO42–→ PbSO4
Pada saat akumulator digunakan,
baik anode maupun katode perlahan-lahan akan berubah menjadi timbal sulfat
(PbSO4). Jika hal itu terjadi, maka kedua kutubnya memiliki potensial sama dan
arus listrik berhenti mengalir. Terbentuknya air pada reaksi kimia menyebabkan kepekatan
asam sulfat berkurang, sehingga mengurangi massa jenisnya. Keadaan ini
dikatakan akumulator kosong (habis).
b.
Proses Pengisian Akumulator
Akumulator termasuk elemen
sekunder, sehingga setelah habis dapat diisi kembali. Pengisian akumulator
sering disebut penyetruman akumulator. Pada saat penyetruman akumulator terjadi
perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Perubahan yang terjadi pada
anode, yaitu timbal sulfat (PbSO4) berubah menjadi timbal dioksida (PbO2).
Perubahan pada anode, yaitu timbal sulfat (PbSO4) berubah menjadi timbal murni
(Pb). Kepekatan asam sulfat akan berubah dari encer menjadi pekat, karena
ketika akumulator disetrum terjadi penguapan air. Bagaimanakah cara menyetrum
akumulator?
Untuk menyetrum akumulator
diperlukan sumber tegangan DC lain yang memiliki beda potensial yang lebih
besar. Misalnya akumulator 6 volt kosong harus disetrum dengan sumber arus yang
tegangannya lebih dari 6 volt. Kutub-kutub akumulator dihubungkan dengan kutub
sumber tegangan. Kutub positif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub positif
akumulator. Adapun, kutub negatif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub
negatif akumulator. Rangkaian ini menyebabkan aliran elektron sumber tegangan
DC berlawanan dengan arah aliran elektron akumulator.
Elektron-elektron pada
akumulator dipaksa kembali ke elektrode akumulator semula, sehingga dapat
membalik reaksi kimia pada kedua elektrodenya. Agar hasil penyetruman
akumulator lebih baik, maka arus yang digunakan untuk mengisi kecil dan waktu pengisian
lama. Besarnya arus listrik diatur dengan reostat. Pada saat pengisian terjadi
penguapan asam sulfat, sehingga menambah kepekatan asam sulfat dan permukaan
asam sulfat turun. Oleh sebab itu, perlu ditambah air akumulator kembali.
Susunan akumulator yang akan
disetrum (diisi) dalam keadaan masih kosong, yaitu
a. kutub positif (anode) terbuat dari timbal
dioksida (PbSO4),
b. kutub negatif (katode) terbuat dari timbal
murni (PbSO4),
c. larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat
(H2SO4) encer.
Reaksi kimia saat akumulator diisi, yaitu
pada elektrolit : H2SO4 →2H+ + SO42–
pada anode : PbSO4 + SO42– + 2H2O→ PbO2 + 2H2SO4
pada katode: PbSO4 + 2H+ → Pb + H2SO4
Jadi, saat penyetruman
akumulator pada prinsipnya mengubah anode dan katode yang berupa timbal sulfat
(PbSO4) menjadi timbal dioksida (PbO2) dan timbal murni (Pb).
Terima kasih sebelumnya, tp ada yang mau saya tanyakan:
BalasHapusSeperti kita ketahui dalam kehidupan sehari hari ada istilah aki mati, mohon penjelasannya bagamana itu bisa terjadi dan apakah tidak ada cara untuk membuatnya kembali normal atau mungkin membuatnya lebih baik. Sekali lagi terima kasih atas ilmunya.