1. Sel Kering
Baterai kering ditemukan
oleh Leclanche yang mendapat hak paten atas penemuannya pada tahun 1866. Sel
Leclache terdiri atas suatu silinder seng yang berisi pasta campuran batu kawi
(MnO2), salmiak (NH3), karbon (C), dan sedikit air. Seng berfungsi
sebagai anoda, sedangkan sebagai katoda digunakan elektroda inert, yaitu grafit
(C) yang dicelupkan di tengah-tengah pasta. Pasta itu sendiri berfungsi sebagai
oksidator. Selain sebagai anoda seng juga berfungsi sebagai wadah komponen
baterai.
Reaksi-reaksi yang terjadi dalam baterai kering sebenarnya
lebih rumit, tetapi pada garis besarnya adalah:
Anoda : Zn(s) à Zn2+(aq)
+ 2e
Katode : 2MnO2(s)
+ 2NH4+(aq) + 2e à Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O(l)
Zn(s)
+ 2NH4+(aq) + 2MnO2(s) à Zn2+(aq) + Mn2O3(s)
+ 2NH3(aq) H2O(l)
Selanjutnya
Zn2+ yang terbentuk mengikat NH3 dan membentuk ion Zn(NH3)22+,
reaksinya sebagai berikut:
Zn2+(aq)
+ 4NH3(aq) à Zn(NH3)42+(aq)
Perbedaan
potensial yang dihasilkan oleh satu sel bakterai kering adalah 1,5 volt. Sel
Leclanche tidak dapat diisi kembali.
2. Baterai Merkuri
Sel Volta yang lain
adalah sel merkuri atau disebut juga baterai kancing jenis Ruben-Mallory. Sel
jenis ini banyak digunakan untuk baterai arloji, kalkulator, dan komputer. Baterai merkuri ini telah dilarang penggunaannya
dan ditarik dari peredaran sebab bahaya yang dikandungnya (logam berat
merkuri). Baterai kancing ini terdiri atas seng (anode) dan merkuri (II) oksida
(katode). Kedua elektrode tersebut berupa serbuk padat. Ruang di antara kedua
elektrode diisi dengan bahan penyerap yang mengandung elektrolit kalium
hidroksida (basa, alkalin). Reaksi redoks yang terjadi dalam sel adalah sebagai
berikut :
Zn(s) +
2OH–(aq) à ZnO(s) +
H2O(l) + 2e– (anode)
HgO(s) +
H2O(l) + 2e– à Hg(l) + 2OH–(aq) (katode)
Zn(s)
+ HgO(s) à ZnO(s) + Hg(l)
Potensial
sel yang dihasilkan adalah 1,35 V.
3. Sel Aki
Sel aki (Accumulator)
merupakan contoh sel Volta sekunder. Sel aki terdiri atas elektrode Pb (anode)
dan PbO2 (katoda). Keduanya dicelupkan dalam larutan H2SO4
30%.
Cara kerja sel :
a.
Elektrode Pb teroksida
menjadi Pb2+
Pb(s) à Pb2+(aq)
+ 2e-
Pb2+ yang terbentuk berikatan dengan So42-
dari larutan,
Pb2+(aq) + SO42-(aq)
à PbSO4(s)
b.
Elektron yang dibebaskan
mengalir melalui kawat penghantar menuju elektrode PbO2.
c.
Pada elektrode PbO2
elektron-elektron dari anoda Pb akan mereduksi PbO2 menjadi Pb2+
yang kemudian berikatan dengan So42- dari larutan.
PbO2(s) + 4H+(aq) + 2e-
à Pb2+(aq) + 2H2O(l)
Pb2+(aq) + SO42-(aq)
à PbSO4(s)
Reaksi yang terjadi pada sel aki dapat ditulis sebagai
berikut.
Anode : Pb(s)
+ HSO4-(aq) à PbSO4(s)
+ H+(aq) + 2e-
Katode : PbO2(s)
+ 3H+(aq) + HSO-(aq) + 2e-
à PbSO4(s) + 2H2O(l)
Pb(s) + PbO2(s) + 2H+(aq)
+ 2HSO4- à 2PbSO4(s) +
2H2O(l)
Pada reaksi pemakaian sel
aki, molekul-molekul H2SO4 diubah menjadi PbSO4
dan H2O sehingga konsentrasi H2SO4 dalam
larutan semakin berkurang. Oleh karena itu, daya listrik dari aki terus
berkurang dan perlu diisi kembali.
4. Baterai Litium
Litium merupakan unsur
lebih banyak terdapat dalam bentuk ionnya dalam larutan. Hal tersebut yang
mendasari perkembangan baterai litium yang dapat diisi ulang. Pada umumnya
baterai litium terdiri atas karbon sebagai anoda, dan litium kobal dioksida
sebagai katoda dengan elektrolit berupa garam litium.
Reaksi redoks yang
terjadi adalah sebagai berikut :
Anoda : 2Li(s)
à 2Li+(aq) + 2e-
Katoda : 3I2(s)
+ 2e- à 2I3-(aq)
2Li(s)
+3I2(s) à 2Li+(aq) + 2I3(aq)
Potensial sel litium
sebesar 3,6 V dan litium memiliki massa pakai yang lama, karena dapat diulang
dengan proses sederhana (setrum). Baterai ini banyak digunakan sebagai energi
listrik pada barang-barang elektronika seperti telepon genggam dan laptop.
5. Sel Bahan Bakar
Sel bahan bakar
merupakan bagian dari sel volta yang mirip dengan aki atau baterei, di mana
bahan bakarnya diisi terus menerus, sehingga dapat dipergunakan secara terus
menerus juga.
Bahan baku dari sel
bahan bakar adalah gas hidrogen dan oksigen, sel ini digunakan dalam pesawat
ruang angkasa. Sel ini terdiri atas anode dari lempeng nikel berpori yang
dialiri gas hidrogen dan katode dari lempeng nikel oksida berpori yang dialiri
gas oksigen. Elektrolitnya adalah larutan KOH pekat.Reaksi yang terjadi pada
sel bahan bakar adalah:
Anoda : 2H2 + 4OH-
à 4H2O + 4e-
Katoda : O2
+ 2H2O + 4e- à
4OH-
2H2 + O2 à 2H2O