Akumulator

AKUMULATOR

Akumulator (aki) adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Contoh-contoh akumulator adalah baterai dan kapasitor.
         Pada umumnya di Indonesia, kata akumulator (sebagai aki atau aki) hanya dimengerti sebagai "baterai" mobil. Sedangkan di bahasa Inggris, kata akumulator dapat mengacu kepada baterai, kapasitor,kompulsator, dll.

• Bagian-bagian aki

Bagian Akumulator

          Akumulator atau aki tersusun atas pelat timbal sebagai elektrode negatif dan pelat timbal dioksida sebagai elektrode positif, dan larutan elektrolit asam sulfat.

          Di antara kedua elektrode , dibatasi dengan bahan isolator. Hal itu dimaksudkan, agar aki tidak bersentuhan (kalau, terjadi sentuhan menyebabkan korsleting).

·         Jenis Akumulator

1.    Akumulator Biasa

         

Akumulator disebut unsure (sel) sekunder karena sesudah energy habis masih bisa diisi dan digunakan kembali. Ketika diisi terjadi reaksi kimia yang pertama sesudah akimulator penuh dapat memberi arus pada rangkaian luar, maka terjadi reaksi kimia kedua. Jadi pesawat ini bekerja mengumpulkan dan mengeluarkan arus listrik. 

2.    Akumulator Timbel 

         

Jenis aki yang umum digunakan adalah aki timbel, aki terdiri dari 2 buah kumpulan plat timbel yang dicelupkan kedalam larutan asam sukfat (H2SO4). Untuk mendapatkan jumlah arus yang lebih besar tetapi dalam kemasan yang kecil maka lapisan timbel tersebut dipasang sedemikian rupa dalam jarak yang berdekatan. Untuk menjaga agar platplat tersebut tidak saling bersentuhan maka diantara timbel tersebut dipasang penyekat dari bahan isolator. Untuk mendapatkan tegangan (GGL) yang besar, plat timbel tersebut dihubungkan seri. 

3.    Akumulator Alkali 

         

Sel ini disebut alkali karena menggunakan larutan lindikali sebagai larutan elektrolitnya.

• Prinsip Kerja Akumulator

         Prinsip kerja aki, pada saat aki dipakai , kedua elektrodenya perlahan-lahan akan menjadi timbal sulfat. Hal itu disebabkan, kedual elektrode beraksi dengan larutan asam sulfat. Pada reaksi tersebut, elektrode timbal melepaskan banyak elektron.
         Akibatnya, terjadi aliran arus listrik dari pelat timbal dioksidanya. Setelah beberapa lama dipakai, akhirnya kedua elektrode tertutup oleh timbal sulfat . Akibatnya diantara keduanya tidak ada lagi beda potensial. Keadaan tersebut disebut , akinya soak / mati. Dalam aki terdapat elemen dan sel untuk penyimpan arus yang mengandung asam sulfat (H2SO4). Tiap sel berisikan pelat positif dan pelat negatif Pada pelat positif terkandung oksid timah coklat (Pb 02), sedangkan pelat negative mengandung timah (Pb).
Pelat-pelat ditempatkan pada batang penghubung. Pemisah atau separator menjadi isolasi diantara pelat itu, dibuat agar baterai acid mudah beredar disekeliling pelat. Bila ketiga unsur kimia ini berinteraksi, muncullah arus listrik.

• Cara Kerja Akumulator

Pada saat pemakaian

Pelat(+) PB02 Timbal Peroksida

+

Elektrolit 2H2SO4 Asam Sulfat dan Air

-

Pelat(-) Pb Timbal berpori

1.      PERUBAHAN KIMIA PADA SAAT PELEPASAN MUATAN LISTRIK 

Aki memberikan aliran listrik jika dihubungkan dengan rangkaian luar misalnya, lampu, radio dan lain-lain. Aliran listrik ini terjadi karena reaksi kimia dari asam sulfat dengan kedua material aktif dari plat positif dan plat negatif. Pada saat pelepasan muatan listrik terus menerus, elektrolit akan bertambah encer dan reaksi kimia akan terus berlangsung sampai seluruh bahan aktif pada permukaan plat positif dan negatif berubah menjadi timbal sulfat. Jika Aki tidak dapat lagi memberi aliran listrik pada voltage tertentu, maka aki tersebut dalam keadaan lemah arus (soak).

Pada saat pengisian

Pelat(+) PbSO4Timbal Sulfat

+

Elektrolit 2H2O   air

+

Pelat(-) PbSO4Timbal Sulfat

2.      PERUBAHAN KIMIA PADA SAAT PENGISIAN MUATAN LISTRIK 

Pada proses pengisian muatan listrik, kembali terjadi proses reaksi kimia yang berlawanan dengan reaksi kimia pada saat pelepasan muatan. Timbal peroksida terbentuk pada plat positif dan timbal berpori terbentuk pada plat negatif, sedangkan berat jenis elektrolit akan naik, karena air digunakan untuk membentuk asam sulfat. Aki kembali dalam kondisi bermuatan penuh.

Jadi secara sederhana cara kerja dari aki adalah berubahnya reaksi kimia antara aktif material (Pb, PbO, PbSO4) dan media elektrolit (larutan asam sulfat atau H2SO4) yang menimbulkan beda potensial antara kutub positif dan negative sehingga menghasilkan arus listrik sampai batas waktu tertentu.

• Fungsi Akumulator

a     Sebagai media penyimpan dan pensuplai arus listrik pada waktu kendaraan distarter.

b.     Sebagai pemasok arus listrik untuk kebutuhan lampu-lampu waktu kendaraan berhenti/parkir di malam hari, alarm, jam elektronik, dan sebagainya saat mesin mati.

• Dampak Bagi Lingkungan

1)     Polusi air akibat merembesnya cairan asam sulfat (H2SO4). Cairan ini juga sulit diuraikan oleh dekomposer.

2)     Membuat hewan-hewan yang ada di dalam tanah mati karena akumulator juga dapat menyebabkan polusi tanah.

3)     Selain itu, aki yang sudah rusak atau tidak bisa diisi ulang lagi akan menjadi limbah masyarakat (sampah) yang sulit ataupun tidak bisa didaur ulang lagi.

·         Pangosongan

            Pada saat akumulator di gunakan, terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik dan terjadi perubahan anode, katode, dan elektrolitnya. Pada anode terjadi perubahan yaitu timbal dioksida (PbO₂) menjadi timbal sulfat (PbSO₄). Perubahan yang terjadi pada katode adalah timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO₄).

Adapun pada larutan elektrolit terjadi perubahan, yaitu asam sulfat pekat menjadi encer, karena pada pengosongan akumulator terbentuk air (H2O).

Susunan akumulator adalah sebagai berikut:

a.kutub positif (anode) terbuat dari dioksida (PbO₂)

b.kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb)

c.larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H₂SO₄) dgn kepekatan 30%

            ketika akumulator digunakan, terjadi reaksi antara larutan elektrolit dengan timbal dioksida dan timbal murni sehingga menghasilkan elektron dan air. Reaksi kimia pada akumulator yang kosong adalah sebagai berikut :

Pada elektrolit : H₂SO₄               2H⁺ + SO₄^2-

Pada anode : PbO₂ + 2H⁺ + 2e + H₂SO₄                 PbSO₄ + 2H₂O

Pada katode : Pb + SO₄^2-                 PbSO₄

Pada saat akumulator digunakan, baik anode maupun katode perlahan-lahan akan berubah menjadi timbal sulfat(PbSo4). Jika hal itu terjadi, maka kedua kutubnya memiliki potensial sama dan arus listrik berhenti mengalir. Terbentuknya air pada reaksi kimia menyebabkan kepekatan asam sulfat berkurang, sehingga mengurangi massa jenisnya. Keadaan ini dikatakan akumulator kosong (habis).