SEL BASAH (AKI)

Dikenal dua jenis elemen yang merupakan sumber arus searah (DC) dari proses kimiawi, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Reaksi kimia pada elemen primer yang menyebabkan elektron mengalir dari elektroda negatif (katoda) ke elektroda positif (anoda) tidak dapat dibalik arahnya. Maka jika muatannya habis, elemen primer tidak dapat dimuati kembali dan memerlukan penggantian bahan pereaksinya (elemen kering). Contoh elemen primer adalah batu baterai (dry cells).

Allesandro Volta, seorang ilmuwan fisika mengetahui, gaya gerak listrik (ggl) dapat dibangkitkan dua logam yang berbeda dan dipisahkan larutan elektrolit. Volta mendapatkan pasangan logam tembaga (Cu) dan seng (Zn) dapat membangkitkan ggl yang lebih besar dibandingkan pasangan logam lainnya (kelak disebut elemen Volta).

Hal ini menjadi prinsip dasar bagi pembuatan dan penggunaan elemen sekunder. Elemen sekunder harus diberi muatan terlebih dahulu sebelum digunakan, yaitu dengan cara mengalirkan arus listrik melaluinya (secara umum dikenal dengan istilah 'disetrum'). Akan tetapi, tidak seperti elemen primer, elemen sekunder dapat dimuati kembali berulang kali. Elemen sekunder ini lebih dikenal dengan aki.

A.      Pengertian Accu

ACCU (mulator) atau sering disebut aki, adalah salah satu komponen utama dalam kendaraan bermotor, baik mobil atau motor, semua memerlukan aki untuk dapat menghidupkan mesin mobil (mencatu arus pada dinamo stater kendaraan). Aki mampu mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik.

Syarat pembuatan aki :

1.  Elektrodanya harus dari bahan penghantar listrik

2.  Kedua macam elektrodanya harus dari bahan yang berbeda.

3. Elektrolit nya harus mengandung asam,basa, atau garam,sehingga larutan itu merupakan penghantar listrik.

4. Perbedaan pada elektroda dan elektrolitnya yang di gunakan akan membuat perbedaan pula pada tegangan yang dihasilkannya, namun umumnya tidak lebih dari 2,2 volt tiap selnya.

5. Arus listrik yang dihasilkan dapat diperbesar dengan jalan menambah luas permukaan elektroda yang terhubung langsung dengan elektrolit namun hal ini tidak berpengaruh pada tegangan (Volt).

Aki merupakan jenis baterai yang praktis karena dapat diisi kembali. Sel aki atau accu merupakan contoh sel volta yang bersifat reversible, dimana hasil reaksi dapat diubah kembali menjadi zat semula. Pada sel aki jika sudah dapat diisi ulang, sedangkan pada sel baterai tidak bisa. Jenis aki yang umum digunakan adalah accumulator timbal. Secara fisik aki ini terdiri dari dua kumpulan pelat  yang dimasukkan pada larutan asam sulfat encer (H₂SO₄). Larutan elektrolit itu ditempatkan pada wadah atau bejana aki yang terbuat dari bahan ebonit atau gelas. penyekat). Letak pelat positif dan negatif sangat berdekatan tetapi dibuat untuk tidak saling menyentuh dengan adanya lapisan pemisah yang berfungsi sebagai isolator.

Anode     : lempeng logam Timbal (Pb)

Katode    : lempeng logam oksida timbal (PbO₂)

Elektrolit         : larutan asam sulfat encer (H₂SO₄)

Proses kimia yang terjadi pada aki dapat dibagi menjadi dua bagian penting, yaitu selama digunakan dan dimuati kembali atau 'disetrum'.

B.       Penggunaan atau pengosongan Aki

Reaksi kimia  pada saat aki digunakan, tiap molekul asam sulfat (H₂SO₄) pecah menjadi dua ion hidrogen yang bermuatan positif (2H⁺) dan ion sulfat yang bermuatan negatif (SO₄^2-). Tiap ion SO₄^2- yang berada dekat lempeng Pb akan bersatu dengan satu atom timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO₄) sambil melepaskan dua elektron. Sedangkan sepasang ion hidrogen tadi akan ditarik lempeng timbal dioksida (PbO₂), mengambil dua elektron dan bersatu dengan satu atom oksigen membentuk molekul air (H₂O).

Dari proses ini terjadi pengambilan elektron dari timbal dioksida (sehingga menjadi positif) dan memberikan elektron itu pada timbal murni (sehingga menjadi negatif), yang mengakibatkan adanya beda potensial listrik di antara dua kutub tersebut. Proses tersebut terjadi secara simultan, reaksi secara kimia dinyatakan sebagai berikut :

Anode             : Pb_(s) + _(aq)                           PbSO_4(s) + H⁺_(aq) + 2e

Katode            : PbO_2(s) + (aq) + 3H⁺(aq) + 2e             PbSO₄(s) + 2H₂O(l)

Reaksi Sel       :Pb₂(s) + PbO₂(s) + (aq) + 2H⁺                      2PbSO₄(s) + 2H₂O(l)

Di atas ditunjukkan terbentuknya timbal sulfat selama penggunaan (discharging). Keadaan ini akan mengurangi reaktivitas dari cairan elektrolit karena asamnya menjadi lemah (encer), sehingga tahanan antara kutub sangat lemah untuk pemakaian praktis.

C.     Pengisian Aki

Aki dapat diisi kembali karena hasil-hasil reaksi pengosongan aki tetap melekat pada kedua elektrode. Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode. Pada pengosongan aki, anode (Pb) mengirim elektron pada katode, sebaliknya pada pengisian aki elektrode Pb dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus sehingga PbSO4 yang terdapat pada elektrode Pb itu direduksi. Sementara itu PbSO4 yang terdapat pada elektrode PbO2 mengalami oksidasi membentuk PbO2.

Sementara proses kimia selama pengisian aki (charging) terjadi setelah aki melemah (tidak dapat memasok arus listrik pada saat kendaraan hendak dihidupkan). Kondisi aki dapat dikembalikan pada keadaan semula dengan memberikan arus listrik yang arahnya berlawanan dengan arus yang terjadi saat discharging. Pada proses ini, tiap molekul air terurai dan tiap pasang ion hidrogen yang dekat dengan lempeng negatif bersatu dengan ion S0₄^- pada lempeng negatif membentuk molekul asam sulfat. Sedangkan ion oksigen yang bebas bersatu dengan tiap atom Pb pada lempeng positif membentuk Pb0₂. Reaksi kimia yang terjadi adalah:

Anoda             : PbSO_4(s) + 2H₂O_(l)                 PbO_2(s) + + 3H⁺_(aq) + 2e

Katode            : PbSO_4(s)  + H⁺_(aq) + 2e                        Pb_(s) + _(aq)

Reaksi Sel       : 2PbSO_4(s) + 2H₂O_(l)                Pb_(s) + PbO_2(s) + 2H _(aq) + 2H⁺_(aq)

D.      Fungsi aki

Fungsi aki adalah sebagai alat untuk menghimpun tenaga listrik (dipakai pada mesin mobil dsb), penghasil, dan penyimpan daya listrik hasil reaksi kimia
peranti untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga kimia atau sebaliknya.