Jenis baterai

Unsur-unsur kelompok 12 memiliki kesamaan, dan justru mereka digunakan dalam baterai, karena masing-masing logam penting dalam jenis sel yang berbeda. Sayangnya, beberapa bahan terbaik untuk baterai, seperti merkuri, kadmium, atau timah, termasuk di antara unsur yang paling beracun, sehingga baterai dari logam ini akan menimbulkan masalah serius untuk dibuang.

Baterai alkaline:

Sel alkaline telah menjadi baterai rumah paling populer. Sel terdiri dari selubung seng, sebagai anoda, dengan batang pusat sebagai katoda. Batang tersebut terdiri dari campuran grafit yang dikompresi, yang merupakan konduktor listrik yang baik, dan juga mengandung mangan (IV) oksida. Elektrolitnya adalah larutan kalium hidroksida. Dalam reaksi yang berlangsung di dalam sel, seng dioksidasi menjadi seng hidroksida, sedangkan mangan (IV) oksida direduksi menjadi mangan (III) hidroksida oksida, MnO (OH):

Zn (s) + 2 OH ^ – (ac) → Zn (OH) 2 (s) + 2e ^ –
2 MnO2 (s) + 2 H2O (l) + 2 e ^ – → 2 MnO (OH) (s) + 2OH^ –

Dalam keseluruhan proses, satu mol ion hidroksida dikonsumsi di anoda dan satu mol ion hidroksida diproduksi di katoda. Berkat konsentrasi ion hidroksida yang konstan, potensi sel dapat dijaga konstan, yang merupakan keuntungan besar dibandingkan “sel kering” lama, di mana tegangan suplai turun di seluruh sel.

Sel merkuri:

Ketika sumber listrik yang sangat kompak diperlukan, seperti pada alat bantu dengar, sel merkuri biasanya digunakan. Dalam sel ini anodanya lagi-lagi seng, tetapi katodanya adalah merkuri (II) oksida (mudah dicampur dengan grafit konduktif). Seng teroksidasi menjadi hidroksida, sedangkan merkuri (II) oksida direduksi menjadi merkuri logam:

Zn (s) + 2 OH ^ – (ac) → Zn (OH) 2 (s) + 2 e ^ –
HgO (s) + H2O (l) + 2 e ^ – → Hg (l) + 2 OH ^ – (ac)

Jadi, sekali lagi, konsentrasi elektrolit tetap konstan, dan potensial yang disuplai oleh sel tidak turun.

Baterai NiCad:

Berbeda dengan sel yang disebutkan di atas, baterai nikel-kadmium dapat diisi ulang. Pada siklus pelepasan yang terjadi, kadmium dioksidasi menjadi kadmium hidroksida, sedangkan nikel direduksi dari keadaan oksidasi +3 (jarang) menjadi +2 sebagai nikel (II) hidroksida. Sekali lagi, elektrolitnya adalah ion hidroksida:

Cd (s) + 2 OH ^ – (ac) → Cd (OH) 2 (s) + 2e ^ –
2 NiO (OH) (s) + 2H2O (l) + 2 e ^ – → 2 Ni (OH) 2 (s) + 2 OH ^ – (ac)
Dalam proses pengisian, reaksi terbalik terjadi. Ada dua alasan penting untuk menggunakan media reaksi tipe dasar: keadaan nikel (III) hanya stabil dalam basa; dan ketidaklarutan hidroksida berarti bahwa ion logam tidak menyimpang terlalu jauh dari permukaan logam, memungkinkan reaksi balik dengan mudah terjadi di tempat yang sama. Baterai ini, yang sudah umum digunakan pada senter isi ulang, perangkat portabel, komputer, dll, memiliki kelemahan, yaitu baterai memiliki “memori” yang terisi. Fenomena ini menyiratkan bahwa jika baterai nikel-kadmium hanya sebagian habis, dan kemudian diisi ulang, ia akan mengingat tingkat debit sebelumnya, dan hanya akan dibuang ke tingkat itu lagi. Untuk alasan ini, penting agar sel benar-benar habis setiap kali, agar berhasil diisi ulang nanti.

Related Posts