Macam-macam Baterai

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  : 2MnO_2(s) + 2NH₄⁺_(aq) + 2e à Mn₂O_3(s) + 2NH_3(aq) + H₂O_(l)

Zn_(s) + 2NH₄⁺_(aq) + 2MnO_2(s) à Zn²⁺_(aq) + Mn₂O_3(s) + 2NH_3(aq) H₂O_(l)

Selanjutnya Zn²⁺ yang terbentuk mengikat NH₃ dan membentuk ion Zn(NH₃)₂²⁺, reaksinya sebagai berikut:

Zn²⁺_(aq) + 4NH_3(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 So₄^2- dari larutan,

Pb²⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq) à PbSO_4(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 So₄^2- dari larutan.

PbO_2(s) + 4H⁺_(aq) + 2e^- à Pb²⁺_(aq) + 2H₂O_(l)

Pb²⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq) à PbSO_4(s)

Reaksi yang terjadi pada sel aki dapat ditulis sebagai berikut.

Anode   :  Pb_(s) + HSO₄^-_(aq) à PbSO_4(s) + H⁺_(aq) + 2e^-

Katode  :  PbO_2(s) + 3H⁺_(aq) + HSO^-_(aq) + 2e^- à PbSO_4(s) + 2H₂O_(l)

               Pb_(s) + PbO_2(s) + 2H⁺_(aq) + 2HSO₄^- à 2PbSO_4(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   : 3I_2(s) + 2e^- à 2I₃^-_(aq)

                 2Li_(s) +3I_2(s) à 2Li⁺_(aq) + 2I_3(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