Baterai umumnya berat. Ini adalah kelemahan utama penggunaan baterai sebagai sumber energi pada peralatan yang berbeda. Tapi ada satu konsep baru baterai yang mengatakan bahwa, baterai juga bisa ringan bila udara digunakan sebagai katoda. Salah satu contoh dari baterai ringan adalah baterai aluminium-udara. Disini aluminium digunakan sebagai anoda dan udara terutama oksigen di udara digunakan sebagai katoda. Kerapatan energi yaitu energi yang dihasilkan per satuan berat baterai sangat tinggi dibanding baterai konvensional lainnya. Namun baterai aluminium masih tidak diproduksi secara komersial karena biaya produksi anoda dan korosi anoda aluminium yang tinggi karena karbon dioksida dari udara sekitar. Hingga saat ini, penggunaan baterai ini hanya terbatas pada aplikasi militer. Baterai ini memiliki potensi tinggi untuk menggerakkan kendaraan listrik karena bobotnya yang ringan dan kepadatan energi yang tinggi.
Tujuan
Alat dan Bahan
1. Alumunium foil
2. Gunting
3. Arang aktif (tersedia di toko peralatan akuarium)
4. Sendok
5. Kertas tisu
6.Garam
7. Cangkir kecil
8. Air
9. Dua kabel listrik dengan klip di ujungnya
10.Perangkat listrik kecil (seperti motor DC bertenaga baterai atau lampu liburan)
11.Selotip
Cara Membuat
3. Lipat kertas tisu membentuk persegi, rendam dalam larutan, lalu letakkan tisu di aluminium di foil.
4. Tambahkan sesendok arang aktif di atas kertas tisu, lalu tekan serbuk arang dengan lembut dengan menggunakan bagian belakang sendok. Tuangkan beberapa larutan air garam ke arang sampai dibasa. Pastikan arang tidak menyentuh foil secara langsung, kita harus memiliki tiga lapisan yang berbeda, seperti sandwich. Ini adalah sel aluminium-air kita.
5.Siapkan perangkat listrik untuk digunakan. Jika kita menggunakan motor DC, letakan selotip kecil ke ujung poros motor untuk dijadikan sebagai “bendera” sehingga kita dapat dengan mudah melihat saat motor bergerak. Jika kita menggunakan lampu LED, kupas ujung kabel sehingga kita bisa memasang lampu.
Petunjuk
Pembahasan
Untuk menghasilkan energi listrik, baterai ini bergantung pada oksidasi aluminium pada anoda, yang melepaskan elektron, dan reduksi oksigen pada katoda, yang menggunakan elektron. Pergerakan elektron melalui sirkuit eksternal menghasilkan arus listrik yang bisa digunakan untuk menyalakan perangkat sederhana. Diagram dari baterai dan persamaan untuk setengah dan keseluruhan reaksi diberikan di bawah ini:
Persamaan setengah rekasi dan reaksi keseluruhan sel:
Katoda : O2(g) + 2H2O(l) + 4e− → 4OH−(aq)
Keseluruhan : 4Al(s) + 3O2(g) + 6H2O(l) → 4Al(OH)3(s)
Aluminium foil menyediakan pasokan aluminium yang terjangkau. Arang aktif, yang sebagian besar terbuat dari karbon, bisa mengalirkan listrik dan tidak reaktif. Ini menyediakan permukaan yang sangat berpori yang terkena oksigen di udara. Satu gram arang aktif dapat memiliki luas permukaan internal lebih banyak daripada keseluruhan lapangan basket. Permukaan ini menyediakan sejumlah besar lokasi dimana oksigen dapat mengikat dan terlibat dalam reaksi di katoda.
Daerah reaksi yang besar ini memungkinkan adanya baterai aluminium-udara sederhana untuk menghasilkan 1 volt (1 V) dan 100 miliamps (100 mA). Ini adalah daya yang cukup untuk menjalankan perangkat listrik kecil dan memberikan cara yang aman dan mudah untuk membuat baterai yang kuat di rumah atau di sekolah.
Kita bisa membandingkan kekuatan secara kualitatif dengan melihat intensitas perangkat listrik atau secara kuantitatif dengan melakukan pengukuran pada multimeter. Kita bisa menggunakan multimeter untuk mengukur voltase dan arus yang dihasilkan oleh baterai. Apa ada perubahan pada hasil desain baterai pada voltase atau arus yang lebih besar?
Hitunglah output daya dari baterai kita dengan menghitung produk voltase dan arusnya. Cobalah untuk menyalakan perangkat lain yang memerlukan voltase atau arus yang lebih tinggi, seperti rangkaian LED (pastikan mereka terhubung dalam orientasi yang benar), atau lampu yang lebih kuat.