Sejarah Baterai (Part 2)

Artikel ini merupakan sambungan dari Sejarah Baterai (Part1)

—

Anatomi Sebuah Baterai

Perhatikan pada jenis baterai apa saja, anda akan mendapati bahwa sebuah baterai mempunyai dua terminal. Satu terminal ditandai (+) atau positif, sementara yang lainnya ditandai (-) atau negatif. Pada baterai senter biasa, seperti jenis AA, C atau D, terminalnya terletak pada masing-masing ujungnya. Sedangkan pada baterai 9 volt, atau baterai mobil, terminal-terminalnya diletakkan berdampingan di atas baterai. Bila anda menghubungkan kabel diantara kedua terminalnya, elektron akan mengalir dari ujung negatif ke ujung positif dengan seketika. Tindakan ini akan dengan cepat mengosongkan baterai dan juga bisa sangat berbahaya, terutama pada baterai berukuran besar. Untuk penggunaan arus listrik dari baterai dengan benar, anda harus menghubungkannya dengan beban. Bebannya bisa seperti lampu bohlam, sebuah motor atau sebuah sirkuit elektronik seperti radio.

Bagian dalam sebuah baterai pada umumnya ditempatkan dalam pembungkus dari logam atau plastik. Didalam pembungkus ini ada katoda, yang terhubung dengan terminal positif, dan anoda, yang terhubung dengan terminal negatif. Komponen-komponen ini, yang secara umum dikenal dengan elektroda, menempati sebagian besar ruangan dalam baterai dan sebagai tempat terjadinya reaksi kimiawi. Sebuah separator membuat penghalang antara katoda dan anoda, yang mencegah elektroda-elektroda saling terhubung sementara mengijinkan arus listrik mengalir diantaranya. Media yang memungkinkan arus listrik mengalir antara katoda dan anoda dikenal dengan elektrolit. Terakhir, sebuah kolektor yang berfungsi menghubungkan arus listrik keluar baterai dan menuju sebuah beban.

Reaksi Kimiawi dalam Baterai

Banyak yang terjadi didalam sebuah baterai saat anda menghubungkannya dengan senter, remote control, atau perangkat yang membutuhkan tenaga baterai lainnya. Sementara proses pembangkitan listrik sedikit berbeda diantara banyak jenis baterai, namun cara kerja dasarnya tetap sama.

Saat sebuah beban terhubungkan dengan baterai dan membuat sirkuit tertutup diantara kedua terminal baterai, baterai menghasilkan listrik melalui beberapa rangkaian reaksi elektrokimia diantara anoda, katoda dan elektrolit. Anoda mengalami reaksi oksidasi pada dua atau lebih ionnya (atom atau molekul yang teraliri listrik) dari elektrolit yang menyatu dengan anoda, dan menghasilkan senyawa  serta akan melepaskan satu atau lebih elektron-elektron.

Pada saat yang sama, katoda melalui sebuah reaksi reduksi dimana pembentuk katoda, ion-ion dan elektron bebas juga menyatu dan membentuk senyawa. Barangkali langkah-langkah reaksi ini sedikit membingungkan, namum sebenarnya sangat sederhana: Reaksi yang dihasilkan anoda menghasilkan elektron-elektron, dan reaksi yang terjadi pada katoda menyerap elektron-elektron tersebut. Hasil dari perpaduan reaksi tersebut adalah tenaga listrik. Baterai akan terus menghasilkan listrik hingga salah satu atau kedua katoda kehabisan zat yang diperlukan agar terjadi reaksi kimia.

Baterai moderen menggunakan banyak zat kimia untuk menghasilkan reaksi-reaksi. Beberapa zat kimia yang terkandung dalam baterai diantaranya:

* Baterai Zinc-carbon: Reaksi kimia pada baterai zinc-carbon banyak ditemukan pada baterai sel kering tipe AAA, AA, C dan D. Anodanya adalah zinc (seng), dan katodanya adalah mangan dioksida, dan elektrolitnya adalah amonium klorida atau zinc klorida.

* Baterai Alkaline: Baterai dengan reaksi kimia ini juga umum ditemukan pada baterai sel kering AA, C dan D. Katodanya terdiri dari campuran mangan dioksida, sementara anodanya adalah serbuk zinc. Baterai jenis ini disebut baterai alkaline karena zat elektrolitnya adalah potasium hidroksida, yaitu sebuah senyawa alkaline.

* Baterai Lithium-Ion (rechageable): Baterai dengan reaksi kimia lithium sering digunakan pada perangkat ber-performa tinggi, seperti telepon seluler, kamera digital, dan bahkan mobil tenaga listrik. Beberapa macam senyawa digunakan pada baterai lithium, namun perpaduan yang umum adalah antara katoda ber lithium kobalt oksida, dan sebuah anoda karbon.

* Baterai lead-acid (rechargeable): Baterai dengan reaksi kimia ini banyak digunakan pada kendaraan. Elektrodanya biasanya terbuat dari timah dioksida dan timah metalik, sementara elektrolitnya adalah cairan asam sulfur.

—

Artikel ini merupakan artikel saduran/terjemahan dari Howstuffworks

bersambung ke Part 3

Sejarah Baterai (Part 1)

Bayangkan sebuah dunia dimana segala perangkat yang membutuhkan listrik harus tersambungkan dengan kabel,

Senter, alat bantu pendengaran, telepon seluler dan perangkat portabel lainnya akan selalu tersambung dengan stop kontak listrik, dan perangkat-perangkat tersebut akan menjadi tidak berguna dan ruwet. Mobil tidak akan bisa dihidupkan dengan hanya memutar kunci kontak; yang ada adalah pengemudi harus memutar mesin secara manual agar piston bisa bergerak. Kabel-kabel akan berserakan dimana-mana, dan akan menjadi sangat berbahaya, dan terlihat semrawut. Berterima kasihlah pada baterai yang menyediakan tenaga listrik yang praktis, yang memungkinkan kita menikmati kenyamanan kehidupan moderen.

Walaupun ada banyak jenis baterai, konsep dasarnya tetaplah sama. Saat sebuah perangkat tersambungkan dengan baterai, terjadilah sebuah reaksi yang menghasilkan energi listrik. Sifat ini dikenal dengan reaksi elektrokimia. Seorang fisikawan kebangsaan Italia bernama Count Alessandro Volta yang pertama kali mengungkap proses ini pada tahun 1799 saat dia membuat sebuah baterai sederhana yang terbuat dari lembaran-lembaran logam dan papan karton atau kertas yang direndam dalam air garam. Sejak itu, para ilmuwan telah sangat maju dalam meningkatkan kinerja dari desain awal Alessandro Volta untuk membuat baterai dari beragam material dan terdiri dari banyak ukuran.

Baterai. Sumber: Google

Saat ini, baterai telah biasa kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Sebuah baterai dapat menghidupkan jam tangan kita selama berbulan-bulan . Baterai menjaga jam dan telepon kita tetap berfungsi, walaupun listrik padam. Baterai menjalankan detektor asap, pencukur jenggot elektrik, bor listrik, mp3 player, termostat, dan yang lainnya. Bahkan bila anda sedang membaca artikel ini pada laptop atau smartphone anda, bisa jadi anda sedang menggunakan baterai juga!

Artikel kali ini akan mengetengahkan sejarah asal mula baterai dan komponen-komponen pembentuk baterai.

—

SEJARAH BATERAI

Baterai telah ada lebih lama dari yang anda perkirakan. Pada tahun 1938, seorang arkeologis bernama Wilhelm Konig menemukan beberapa periuk tanah liat yang aneh saat dia menggali di Khujut Tabu, sedikit diluar Baghdad-Iraq. Periuk ini, yang panjangnya berukuran kira-kira 12.7 sentimer, mengandung batang besi yang terbungkus dengan tembaga dan berusia kira-kira 200 tahun SM. Hasil pengujian menunjukan periuk tersebut pernah diisi dengan zat asam seperti cuka atau anggur, dan hal inilah yang menyebabkan Wilhelm Konig berpendapat bahwa periuk ini adalah baterai jaman kuno. Sejak penemuan ini, para peneliti telah membuat tiruan periuk tersebut, dan faktanya memang periuk tersebut dapat menghasilkan arus listrik. Baterai “Baghdad” ini barangkali pernah digunakan untuk ritual keagamaan, keperluan medis, atau bahkan pelapisan menggunakan listrik.

Pada tahun 1799, seorang fisikawan Italia bernama Alessandro Volta membuat baterai pertamanya dengan cara menumpuk secara bergantian lapisan seng, karton yang direndam air garam, dan perak. Penumpukan ini, yang disebut tumpukan voltaik, bukan alat pertama yang menghasilkan listrik, namun alat ini adalah yang pertama yang menghasilkan arus yang stabil dan bertahan lama. Namun ada beberapa kekurangan dari penemuan Alessandro Volta ini. Tinggi tumpukan lapisan-lapisannya terbatas karena berat dari tumpukan tersebut dapat menekan air garam keluar dari karton. Piringan logamnya juga cenderung berkarat dengan cepat, dan memperpendek usia baterai. Walaupun dengan segala kelemahan ini, satuan unit kekuatan elektromotif saat ini disebut volt karena menghargai jasa dan pencapaian Alessandro Volta.

Baterai Alessandro Volta. Sumber: Howstuffworks.

terobosan selanjutnya dalam teknologi baterai datang pada tahun 186 saat ahli kimia bernama John Frederick Daniell menemukan sel Daniell. Baterai pada masa ini, lempengan tembaga ditempatkan pada dasar bejana kaca, dan cairan tembaga-sulfat dituangkan hingga memenuhi setengah bejana kaca. Lalu lempengan seng digantungkan pada bejana kaca tersebut, kemudian ditambahkan cairan seng-sulfat. Karena tembaga-sulfat lebih padat daripada seng-sulfat, cairan seng mengambang diatas cairan tembaga dan mengelilingi lempengan seng. Kabel disambubgkan pada lempengan seng melambangkan terminal negatif, lalu kabel satu lagi disambungkan pada lempengan tembaga dan menjadi terminal positif. Jelas sekali, pengaturan ini tidak akan berfungsi dengan benar pada sebuah senter, namun untuk perangkat tidak bergerak, baterai jenis ini dapat bekerja dengan baik. Bahkan sel Daniell adalah perangkat yang umum untuk menghidupkan bel pintu dan telepon pada masa itu sebelum perangkat penghasil listrik generasi selanjutnya disempurnakan.

Sel Daniell. Sumber: Howstuffworks.

Pada tahun 1898, merek Colombia Dry Cell menjadi baterai pertama yang secara umum dijual di Amerika Serikat. Dan pembuatnya, National Carbon Company, yang dikemudian hari berganti menjadi Eveready Battery Company yang memproduksi baterai merek Energizer.

—

Artikel ini merupakan artikel saduran/terjemahan dari Howstuffworks

bersambung ke Part 2.