Sabtu, 17 November 2012

Beberapa Sel Volta Komesial



Beberapa Sel Volta Komesial
            Elemen primer(sel volta primer) adalah elemen yang tidak dapat difungsikan lagi jika sudah habis terpakai
Contoh elemen primer adalah Sel kering seng-karbon, elemen volta (baterai),baterai alkaline,baterai merkuri,Baterai perak oksida,Baterai Litium

Elemen sekunder (sel volta sekunder) adalah elemen yang dapat dipakai kembali walaupun energinya sudah habis, dengan cara diisi kembali energinya dengan cara di cas (charge).Jadi sewaktu sel dimuati, energi listrik diubah menjadi energi kimia, dan sewaktu sel bekerja, energi kimia diubah menjadi energi listtrik:
Contoh:Aki timbal,Baterai nikel-kadmium,Sel perak seng,Sel natrium belerang

sebenarnya ada satu lagi jenis sel yaitu sel bahan bakar:
Sel bahan bakar adalah sel yang menggunakan bahan bakar seperti campuran hidrogen dengan oksigen atau campuran gas alam dengan oksigen. Sel bahan bakar ini biasanya digunakan untuk sumber energi listrik pesawat ulang-alik, pesawat Challenger dan Columbia.
            Dalam kehidupan sehari-hari, arus listrik yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia dalam sel volta banyak kegunaannya, seperti untuk radio, kalkulator, televisi, kendaraan bermotor, dan lain-lain.Sel volta dalam kehidupan sehari-hari ada dalam bentuk berikut.
Baterai kering ditemukan oleh Leclanche. Baterai yang sering kita gunakan disebut juga sel kering atau sel Lecanche. Dikatakan sel kering karena jumlah air yang dipakai sedikit (dibatasi). Sel ini terdiri atas:
Anode : Logam seng (Zn) yang dipakai sebagai wadah.
Katode : Batang karbon (tidak aktif)
,grafit.
Elektrolit : Campuran berupa pasta yang terdiri dari MnO
2, NH4 Cl, dan sedikit air.





1) Baterai Kering
           

Reaksi:
Anode : Zn (s) --> Zn2+ (aq) + 2e
                                                                                                              Katode : 2 MnO2 (s) + 2 NH4+ (aq) + 2e --> Mn2O3 (s) + 2 NH3 (aq) + H2O (l)         +
            Zn(s) + 2 NH4+ (aq) + 2 MnO2 (s) --> Zn 2+ (aq) + Mn2O3 (s) + 2 NH3 (aq) + H2O (l)         
Pada baterai alkaline dapat dihasilkan energi dua kali lebih besar dibanding baterai biasa. Sel ini terdiri atas:
Anode : Logam seng (Zn) yang sama seperti baterai biasa digunakan sebagai wadah.
Katode : Oksida mangan (MnO2 ).
Elektrolit : Kalium hidroksida (KOH).

2) Baterai Alkaline
           
Reaksi:
Anode : Zn(s)
+ 2 OH(aq) ---> Zn(OH)2(aq) + 2 e
Katode : 2 MnO
2 + 2 H2O+ 2 e --->2 MnO(OH)(s) + 2 OH(aq)

3). Sel Aki
            Sel aki atau accu merupakan contoh sel volta yang bersifat reversibel, di mana hasil reaksi dapat diubah kembali menjadi zat semula. Pada sel aki jika sudah lemah dapat diisi ulang, sedangkan
pada sel baterai tidak bisa.
Sel ini terdiri atas:
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
______________________________________________________________+
             Pb(s) + Pb (s) + 2SO4-2 (aq) + 2 H+(aq)---> 2 PbSO4(s) + 2 H2O (l)
           
Reaksi pengisian aki :
Katode : PbSO4 + H+ + 2e ---> Pb + HSO4-                                                                                   Anode  : PbSO2 + 2H2O --->PbO2 +H 2SO4- +3H+ +2e                                           +
                                                                                                                                               
            2PbSO4 + 2H2O ---> Pb + 2SO42- + PbO2 + 4H+
Ketika sel ini menghasilkan arus listrik, anode Pb dan katode PbO2
berubah membentuk PbSO4. Ion H+ dari H2SO4 berubah membentuk H2O sehingga konsentrasi H2SO4 akan berkurang. Kemudian sel aki dapat diisi/disetrum kembali, sehingga konsentrasi asam sulfat kembali seperti semula. Proses ini nanti merupakan contoh dalam sel
elektrolisis.


4). Sel Perak Oksida
           
Sel ini banyak digunakan untuk alroji, kalkulator dan alat elektronik.
Reaksi yang terjadi :

Anoda : Zn(s) + 2OH-(l)  
---> Zn(OH)2(s) + 2e
Katoda : Ag2O(s) + H2O(l) + 2e
---> 2Ag(s) + 2OH-(aq)
Reaksi Sel : Zn(s) + Ag2O(s) + H2O(l)
 --->Zn(OH)2(s) + 2Ag(s)

            Potensial sel yang dihasilkan adalah 1,34 V



5). Sel Nikel Cadmium (Nikad)

            Sel Nicad merupakan sel kering yang dapat diisi kembali (rechargable). Anodenya terbuat dari Cd dan katodenya berupa Ni2O3 (pasta). Baterai Nickel Cadmium (NiCad) yang diproduksi pertama kali tahun 1946, merupakan baterai yang dibuat dari campuran Nikel dan Cadmium.                                             

Keunggulannya adalah ringan, lebih awet, charging efisien, dan hambatan internal yang kecil sehingga tegangannya stabil. Tegangan baterai NiCad adalah 1,2 Volt, dengan kecepatan penurunan energi 10% per bulan. Dalam penggunaan sehari-hari, baterai NiCad ini bisa diadu dengan baterai alkalin. Kekurangan baterai NiCad adalah biaya pembuatannya mahal, kapasitas berkurang jika tidak baterai dikosongkan (memory effect), dan tidak ramah lingkungan (beracun). Reaksinya dapat balik :

NiO(OH).xH2O + Cd + 2H2O → 2Ni(OH)2.yH2O + Cd(OH)2

6). Sel Bahan Bakar

            Sel Bahan bakar merupakan sel Galvani dengan pereaksi – pereaksinya (oksigen dan hidrogen) dialirkan secara kontinyu ke dalam elektrode berpori. Sel ini terdiri atas anode dari nikel, katode dari nikel oksida dan elektrolit KOH.

Reaksi yang terjadi :

Anode : 2H2(g) + 4OH-(aq) → 4H2O(l) + 4e
Katode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e → 4OH-(aq)
Reaksi sel : 2H2(g) + O2 → 2H2O(l)

7).Baterai litium

            Baterai litum telah mengalami berbagai penyempuranaan. Baterai litum yang kini banyak digunakan adalah baterai litium-ion. Baterai litum ion tidak menggunakn logam litium, tetapi ion litium. Ketika ion litum digunakan, ion litum berpindah dari satu elektrode ke elektrode lainnya melalui suatu elektrolit. Ketika di Charge, aliran ion litium dibalik.
           
Ditemukan pertama kali tahuan 1960 di Bell Labs. Kekurangannya adalah umur pakainya tergantung dari lama pembuatan dan seringnya frekuensi di-charge. Tegangan baterai Li-Ion ini adalah 3,6/3.7 V.


8).Baterai NiMH
Baterai Nickel-Metal Hydride (NiMH) yang dikembangkan akhir tahun 1980 adalah pengembangan baterai NiCad dengan kapasitas lebih besar dan tidak menggunakan senyawa kimia sehingga tidak berbahaya bagi lingkungan. Dengan ukuran yang sama, baterai NiMH berkapasitas 2-3 kali lebih besar dibandingkan NiCad, dan memory effect sudah berkurang. Tegangan baterai NiMH adalah 1,2 V dengan kecepatan penurunan energi 30% per bulan. Contoh ponsel : Nokia 2110, Nokia 3110, Siemens C11, Motorola D520.


9).Lithium-Polymer (Li-Po)

Mulai digunakan untuk perangkat elektronik sejak tahun 1996, biaya pembuatan Li-Po lebih murah dibandingkan Li-Ion, dan lebih tahan terhadap kerusakan fisik. Tegangan baterai Li-Po adalah 3,7 V, dengan kecepatan penurunan energi 5% per bulan. Kapasitas penyimpanan energi Li-Po 20% lebih tinggi dibanding Li-Ion, 300% lebih tinggi dibandingkan daya simpan NiCad dan NiMH. Merupakan pengembangan dari Li-Ion.
Saat ini jumlahnya belum sebanyak baterai Li-Ion sehingga harga per unitnya juga lebih mahal. Contoh ponsel: Samsung SGH-Z170

10).Baterai Original & Non Original
Istilah baterai Ori dan non-ori ini umum diperkenalkan kalangan pedagang. Baterai original (ori) adalah baterai yang resmi dikeluarkan vendor ponsel untuk ponsel tipe tertentu. Baterai ini memiliki kode atau nomor seri yang menunjukkan informasi asal pabrik dan tahun pembuatannya. Sedangkan baterai non original (non-ori) merupakan baterai yang dibuat oleh pihak lain yang tidak ada hubungannya dengan produsen ponsel. Produsen baterai non-ori hanya membuat baterai dengan jenis, ukuran dan kapasitas yang cocok dengan ponsel tertentu. Karena itu, umumnya baterai non-ori lebih banyak ditemukan pada merek ponsel yang laris seperti Nokia.

11).Fuel Cell
            Fuel cell memiliki bahan dasar yang beragam, ada yang menggunakan kombinasi antara hidrogen dan oksigen. Ada juga yang menggunakan bahan dasar methanol. Di antara kedua jenis fuel cell tersebut methanol memiliki kinerja lebih baik, namun methanol dapat menghasilkan residu yang sangat berbahaya. Residu tersebut menghasilkan gas karbon yang dapat menimbulkan efek rumah kaca. Sedangkan hidrogen yang tidak memiliki kinerja sebaik methanol, hanya mengeluarkan air (H2O) sebagai residunya. Oleh sebab itu, fuel cell hidrogen lah yang saat ini paling banyak dikembangkan oleh para ilmuwan karena dianggap lebih ramah lingkungan.

               
Keberadaan fuel cell hidrogen sendiri bukan tanpa kelemahan. Selain sulit diperoleh, hidrogen yang sifatnya sangat reaktif akan sangat mudah meledak, sehingga untuk menggunakannya pada perangkat bergerak masih dianggap riskan. Para ilmuwan kemudian mengembangkan Direct Methanol Fuel Cell (DMFC), pada fuel cell jenis ini methanol digunakan sebagai bahan bakar yang direaksikan dengan air yang akan menghasilkan hidrogen. Cara ini dianggap lebih aman karena tidak perlu membawa-bawa hidrogen ke mana-mana. Metode ini juga belum bisa dianggap sempurna karena, seperti yang sudah disebutkan di atas, reaksi hidrogen akan menghasilkan karbon.

Dampak Penggunaan Sel Volta
Dampak Positif Penggunaan Sel Volta
ü  Keunggulan Baterai Nickel Cadmium (NiCad) adalah ringan, lebih awet, charging efisien, dan hambatan internal yang kecil sehingga tegangannya stabil.

ü  Ada tiga hal bisa dikorbankan untuk membuat baterai yang jauh lebih murah, yaitu mengurangi margin keuntungan, mengurangi kapasitas (daya tahan) dan menghilangkan pemutus arus (battery charge controller), sebuah komponen kecil yang ditanam dalam baterai untuk menghentikan proses pengisian jika baterai dianggap telah penuh.

ü  Pengembangan baterai NiCad dengan kapasitas lebih besar dan tidak menggunakan senyawa kimia sehingga tidak berbahaya bagi lingkungan.

ü  Biaya pembuatan Li-Po lebih murah dibandingkan Li-Ion, dan lebih tahan terhadap kerusakan fisik. Tegangan baterai Li-Po adalah 3,7 V, dengan kecepatan penurunan energi 5% per bulan.

ü   Kapasitas penyimpanan energi Li-Po 20% lebih tinggi dibanding Li-Ion, 300% lebih tinggi dibandingkan daya simpan NiCad dan NiMH.

ü  Jika disimpan dalam kondisi penuh, kecepatan energinya menurun.

ü  Jenis fuel cell methanol memiliki kinerja lebih baik.
Dampak Negatif Penggunaan Sel Volta
ü  Menghasilkan gas karbon yang dapat menimbulkan efek rumah kaca.

ü  Semua barang memiliki umur ekonomis, artinya setelah jangka waktu tertentu digunakan, barang tersebut secara perlahan-lahan akan berkurang kemampuannya dan rusak.

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

ü  Kekurangan adalah umur pakainya tergantung dari lama pembuatan dan seringnya frekuensi di-charge.

ü  Keberadaan fuel cell hidrogen sendiri bukan tanpa kelemahan. Selain sulit diperoleh, hidrogen yang sifatnya sangat reaktif akan sangat mudah meledak, sehingga untuk menggunakannya pada perangkat bergerak masih dianggap riskan.

ü  Saat ini jumlahnya belum sebanyak baterai Li-Ion sehingga harga per unitnya juga lebih mahal.

ü  Baterai NiCad merupakan baterai yang dibuat dari campuran Nikel dan Cadmium.



















Sumber Energi Arus : Alternatif Pengganti BBM, Ramah Lingkungan, dan Terbarukan
Sebagai negara kepulauan yang besar, laut Indonesia menyediakan sumber energi alternatif yang melimpah. Sumber energi itu meliputi sumber energi yang terbarukan dan tak terbarukan. Selain minyak bumi di lepas pantai dan laut dalam, sumber energi yang tak terbarukan yang berasal dari laut dalam di wilayah Indonesia adalah methane hydrate. Methane hydrate adalah senyawa padat campuran antara gas methan dan air yang terbentuk di laut dalam akibat adanya tekanan hidrostatik yang besar dan suhu yang relatif rendah dan konstan di kedalaman lebih dari 1.000 meter.
Sumber energi yang terbarukan dari laut adalah energi gelombang, energi yang timbul akibat perbedaan suhu antara permukaan air dan dasar laut (ocean thermal energy conversion/OTEC), energi yang disebabkan oleh perbedaan tinggi permukaan air akibat pasang surut dan energi arus laut. Dari keempat energi ini hanya energi gelombang yang tidak dapat diprediksi kapasitasnya dengan tepat karena keberadaan energi gelombang sangat bergantung pada cuaca. Sedangkan OTEC, energi perbedaan tinggi pasang surut serta energi arus laut dapat diprediksi kapasitasnya dengan tepat di atas kertas.
            Keuntungan penggunaan energi arus laut adalah selain ramah lingkungan, energi ini juga mempunyai intensitas energi kinetik yang besar dibandingkan dengan energi terbarukan yang lain. Hal ini disebabkan densitas air laut 830 kali lipat densitas udara sehingga dengan kapasitas yang sama, turbin arus laut akan jauh lebih kecil dibandingkan dengan turbin angin. Keuntungan lainnya adalah tidak perlu perancangan struktur yang kekuatannya berlebihan seperti turbin angin yang dirancang dengan memperhitungkan adanya angin topan karena kondisi fisik pada kedalaman tertentu cenderung tenang dan dapat diperkirakan.
            Kekurangan dari energi arus laut adalah output-nya mengikuti grafik sinusoidal sesuai dengan respons pasang surut akibat gerakan interaksi Bumi-Bulan-Matahari. Pada saat pasang purnama, kecepatan arus akan deras sekali, saat pasang perbani, kecepatan arus akan berkurang kira-kira setengah dari pasang purnama. Kekurangan lainnya adalah biaya instalasi dan pemeliharaannya yang cukup besar. Kendati begitu bila turbin arus laut dirancang dengan kondisi pasang perbani, yakni saat di mana kecepatan arus paling kecil, dan dirancang untuk bekerja secara terus-menerus tanpa reparasi selama lima tahun, maka kekurangan ini dapat diminimalkan dan keuntungan ekonomisnya sangat besar. Hal yang terakhir ini merupakan tantangan teknis tersendiri untuk para insinyur dalam desain sistem turbin, sistem roda gigi, dan sistem generator yang dapat bekerja secara terus-menerus selama lebih kurang lima tahun.
             Dewasa ini penelitian tentang teknologi konversi arus laut menjadi energi listrik sedang berlangsung sangat gencar. Inggris sudah memasang prototipe skala penuh dengan kapasitas 300 MW di Foreland Point, North Devon, pada Mei 2003. Norwegia juga telah melakukan instalasi di Kvalsundet Hammerfest dengan kapasitas 700 MW. Jepang, dengan menggunakan program MEC-Model, melakukan studi kelayakan pemasangan turbin di Selat Kanmon antara Pulau Honshu dan Kyushu.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar