Baterai Udara Aluminium: Bagaimana Cara Kerjanya
Baterai bisa sangat berat. Kelemahan ini mencegah baterai digunakan sebagai sumber energi dalam banyak peralatan dan aplikasi di mana bobot ringan sangat penting.
Sebuah baterai aluminium udara mengatasi masalah ini. Baterai ini menggunakan udara sebagai katoda, yang secara signifikan mengurangi beratnya.
Dalam baterai aluminium udara, aluminium digunakan sebagai anoda, dan udara (oksigen dalam udara) digunakan sebagai katoda. Ini menghasilkan densitas energi - yaitu energi yang dihasilkan per unit berat baterai - sangat tinggi dibandingkan dengan baterai konvensional lainnya.
Meskipun demikian, baterai aluminium udara tidak diproduksi secara komersial, terutama karena biaya produksi anoda yang tinggi, serta masalah korosi pada anoda aluminium akibat karbon dioksida di udara. Karena itu, penggunaan baterai ini terbatas pada aplikasi militer.
Densitas energi yang tinggi dari baterai aluminium udara berarti mereka memiliki potensi besar untuk digunakan dalam kendaraan listrik.
Membuat baterai aluminium udara cukup sederhana - dan dapat dilakukan menggunakan barang-barang rumah tangga. Kami akan menjelaskan panduan DIY (Do It Yourself) untuk membuat baterai aluminium udara.
Eksperimen Baterai Aluminium Udara
Untuk melakukan eksperimen ini, kita memerlukan,
Foil aluminium.
Larutan jenuh air dan garam
Kertas pembengkakan
Debu arang halus.
Dua kawat listrik kecil dan
Satu dioda penerangan.
Prosedur Membuat Baterai Aluminium Udara Sederhana
Ambil sepotong foil aluminium dan letakkan di atas meja. Dalam panci, buat larutan jenuh air dan garam. Ambil sepotong kertas pembengkakan. Rendam kertas pembengkakan tersebut dengan larutan garam jenuh. Kemudian letakkan kertas pembengkakan yang telah direndam di atas foil aluminium. Sekarang taburi debu arang halus di atas kertas pembengkakan. Setelah meletakkan kabel non-isolasi di dalam debu arang, tutup dengan sepotong kertas pembengkakan yang telah direndam larutan garam dengan ukuran yang sama. Sekarang gulung semuanya dengan erat sehingga debu arang tidak langsung menyentuh foil aluminium dan bagian kabel non-isolasi keluar dari salah satu ujung gulungan. Ambil kabel lain dan pasangkan bagian non-isolasi kabel tersebut ke foil aluminium. Jika kita menghubungkan dioda penerangan berdaya rendah dioda penerangan (LED) dengan dua kabel ini (satu dari arang dan satu lagi dari foil aluminium) dan tekan gulungan dengan jari kita, LED akan menyala.
Prinsip Kerja Baterai Aluminium Udara
Seperti terlihat pada gambar di kanan, baterai aluminium udara memiliki katoda udara yang mungkin terbuat dari katalis berbasis perak dan membantu mencegah CO2 masuk ke baterai tetapi memungkinkan O2 masuk ke elektrolit. Kemudian oksigen ini bereaksi dengan H2O dalam larutan elektrolit KOH mengambil elektron dari larutan dan menciptakan ion OH–. Ion-ion ini kemudian berinteraksi dengan anoda Al dan menciptakan Al(OH)3 dan melepaskan elektron. Elektron-elektron ini kemudian mengalir dari anoda udara ke katoda aluminium melalui rangkaian eksternal untuk mengkompensasi kekurangan elektron dalam larutan elektrolit akibat reaksi reduksi katoda.
Reaksi Kimia Baterai Aluminium Udara
Empat atom aluminium bereaksi dengan 3 molekul oksigen dan 6 molekul air dan menghasilkan 4 hidroksida aluminium
Persamaan Baterai Aluminium Udara
Oksidasi anoda (setengah reaksi),
Reduksi katoda (setengah reaksi),
Reaksi total,
Phinergy, sebuah perusahaan pengembang terkenal asal Israel yang fokus pada pemanfaatan baterai logam udara seperti baterai aluminium udara dan baterai seng udara. Keunikan baterai logam udara adalah bahwa mereka mengambil oksigen dari udara lingkungan. Baterai aluminium udara memiliki densitas energi yang sangat tinggi, yaitu sebesar 300 Wh per pon aluminium. Densitas dayanya juga sangat tinggi, sekitar 30 Watt/lb.
Jenis baterai ini tidak dapat diisi ulang secara listrik. Pada dasarnya ini adalah baterai primer. Namun, kesulitan pengisian ulang dapat diatasi dengan proses pengisian ulang mekanis. Pengisian ulang mekanis sel aluminium udara dilakukan dengan mengganti elektroda aluminium. Dalam proses ini, baterai dapat dikembalikan ke kondisi sepenuhnya terisi dari sel baterai yang telah habis.
Karena densitas energi dan daya yang tinggi, serta fasilitas pengisian ulang mekanis, baterai aluminium udara mungkin menjadi alternatif paling cocok untuk bahan bakar minyak untuk kendaraan di masa depan. Baterai ini juga memiliki dampak lingkungan yang sangat rendah.
Kelemahan utama teknologi ini adalah, reaksi CO2 dengan aluminium. Aluminium sangat mudah terpengaruh oleh korosi akibat keberadaan CO2 di udara. Masalah ini dapat diatasi dengan memperkenalkan elektroda udara khusus yang dapat mencegah CO2 mencapai lembaran aluminium. Phinergy telah mengembangkan elektroda udara dengan katalis berbasis perak dan struktur ini memungkinkan O2 masuk ke lembaran aluminium dan mencegah CO2 masuk.
Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang bagus layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.
