Bagaimana Cara Kerja Aki Basah ?
Seperti sudah kita ketahui bahwa aki menyimpan dan mengalirkan arus listrik berdasarkan proses kimia yang terjadi didalam aki tersebut.
Agar proses kimia yang terjadi berjalan sempurna, maka ditempatkanlah 3 elemen kimia didalam aki yang berperan penting agar proses recharge (menyimpan listrik) dan discharge (mengalirkan listrik) dapat berlangsung yaitu :
Ketika ketiga elemen tersebut diaktifkan, misalnya proses discharge, maka ketiga elemen tersebut akan bereaksi secara kimia untuk mengalirkan arus listrik keluar dari aki. Begitu pula sebaliknya ketika proses recharge terjadi. Berikut cara kerja aki saat terjadi proses dischrage dan recharge.
Discharge adalah proses pelepasan arus listrik keluar dari aki. Proses ini otomatis terjadi apabila aki dihubungkan pada rangkaian listrik tertutup (closed circuit). Ini artinya, terjadi pergerakan arus listrik dari kutub positif aki menuju ke kutub negatif aki.
Dalam proses pergerakan arus tersebut, energi listrik diubah menjadi berbagai macam energi lainnya seperti energi putar (motor starter), energi panas (glow plug), energi cahaya (lampu), dan lain-lain.
Perubahan energi dari energi listrik menjadi energi lainnya akan mengakibatkan energi listrik yang tersimpan di dalam aki menjadi berkurang dan kosong. Aki yang energi listriknya kosong / habis sering disebut dengan aki tekor.
Didalam aki, setiap molekul cairan elektrolit Asam sulfat (H2SO4) terpecah menjadi dua yaitu, dua ion hidrogen yang bermuatan positif (2H+) dan satu ion sulfat yang bermuatan negatif (SO42-), sedangkan pada plat positif terkandung timbal peroksida (PbO2) dan plat negatif terkandung timbal murni (Pb)
Bila aki dibebani (closed circuit), maka setiap ion negatif sulfat (SO42-) dalam larutan akan bereaksi dengan plat timbal murni (Pb) sehingga berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4) sambil melepaskan dua elektron.
Sedangkan sepasang ion hidrogen (2H+ ) akan bereaksi dengan plat timbal peroksida (PbO2) menjadi timbal sulfat (PbSO4) sambil mengambil dua elektron dan bersenyawa dengan satu atom oksigen untuk membentuk air (H2O).
Pengambilan dan pemberian elektron dalam proses kimia ini akan menyebabkan timbulnya beda potensial listrik diantara kutub-kutub sel aki. Reaksi ini akan berlangsung terus sampai isi (muatan aki) habis alias dalam keadaan discharge.
PbO2 = timbal peroxida (katub positif)
Pb = timbal murni (kutub negatif)
2H2SO4= Asam sulfat (elektrolit)
PbSO4 = timbal sulfat (kutub positif dan negatif setelah proses pengosongan)
H2O= Air yang terjadi setelah pengosongan
Pada saat aki dalam keadaan discharge, hampir semua asam melekat pada plat-plat didalam sel sehingga cairan elektrolit konsentrasinya menjadi sangat rendah dan sebagian besar hanya terdiri dari air (H2O).
Akibatnya, berat jenis cairan menurun menjadi sekitar 1,1 kg/l (hampir sama dengan berat jenis air yang 1 kg/l). Sebagai catatan, aki yang masih berkapasitas penuh, memiliki berat jenis sekitar 1,285 kg/l.
Selain itu, pada saat aki dalam keadaan discharge, 85% cairan elektrolit terdiri dari air (H2O) yang suatu saat bisa membeku sehingga menyebabkan cover aki pecah atau plat-plat aki menjadi rusak.
Baca juga:
Recharge adalah proses pengisian arus listrik kedalam aki. Arus listrik yang disalurkan kedalam aki kemudian diproses secara kimiawi agar energi listrik yang masuk tadi bisa disimpan di dalam aki.
Sumber yang digunakan untuk melakukan proses recharge ini ada banyak, bisa dengan menggunakan battery charging yang menggunakan jaringan lisrik PLN atau dengan menggunakan Altenator di mobil, saat mesin mobil hidup.
Proses recharge ini adalah kebalikan dari proses dischrage, dimana arus listrik dialirkan ke arah berlawanan dengan arus yang terjadi pada saat discharge.
Pada proses ini setiap molekul air akan kembali terurai. Ion oksigen yang bebas kemudian kembali bersatu dengan tiap atom Pb pada plat positif sehingga membentuk timbal peroxida (PbO2).
Sedangkan setiap pasang ion hidrogen (2H+) yang dekat dengan plat negatif bersatu kembali dengan ion negatif Sulfat (SO4–) pada plat negatif untuk membentuk asam sulfat. Proses reaksi kima yang terjadi adalah sebagai berikut :
Akibatnya berat jenis cairan elektrolit akan bertambah menjadi sekitar 1,285Kg/l. Dengan kondisi ini, maka aki tersebut dalam keadaan muatan penuh.
Untuk lebih jelasnya, sobat bisa perhatikan video tentang proses discharge dan recharge didalam aki yang bersumber dari BOSCH . Simak videonya dibawah ini.
Agar proses kimia yang terjadi berjalan sempurna, maka ditempatkanlah 3 elemen kimia didalam aki yang berperan penting agar proses recharge (menyimpan listrik) dan discharge (mengalirkan listrik) dapat berlangsung yaitu :
- Larutan / cairan asam Sulfat (H2SO4)
- Timbal dioksida (PbO2) untuk plat positif
- Timbal (Pb) untuk plat negatif
Ketika ketiga elemen tersebut diaktifkan, misalnya proses discharge, maka ketiga elemen tersebut akan bereaksi secara kimia untuk mengalirkan arus listrik keluar dari aki. Begitu pula sebaliknya ketika proses recharge terjadi. Berikut cara kerja aki saat terjadi proses dischrage dan recharge.
1. Proses Discharge (pelepasan arus listrik)
Discharge adalah proses pelepasan arus listrik keluar dari aki. Proses ini otomatis terjadi apabila aki dihubungkan pada rangkaian listrik tertutup (closed circuit). Ini artinya, terjadi pergerakan arus listrik dari kutub positif aki menuju ke kutub negatif aki.
Dalam proses pergerakan arus tersebut, energi listrik diubah menjadi berbagai macam energi lainnya seperti energi putar (motor starter), energi panas (glow plug), energi cahaya (lampu), dan lain-lain.
Perubahan energi dari energi listrik menjadi energi lainnya akan mengakibatkan energi listrik yang tersimpan di dalam aki menjadi berkurang dan kosong. Aki yang energi listriknya kosong / habis sering disebut dengan aki tekor.
Reaksi kimia yang terjadi saat discharge
Didalam aki, setiap molekul cairan elektrolit Asam sulfat (H2SO4) terpecah menjadi dua yaitu, dua ion hidrogen yang bermuatan positif (2H+) dan satu ion sulfat yang bermuatan negatif (SO42-), sedangkan pada plat positif terkandung timbal peroksida (PbO2) dan plat negatif terkandung timbal murni (Pb)
Bila aki dibebani (closed circuit), maka setiap ion negatif sulfat (SO42-) dalam larutan akan bereaksi dengan plat timbal murni (Pb) sehingga berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4) sambil melepaskan dua elektron.
Sedangkan sepasang ion hidrogen (2H+ ) akan bereaksi dengan plat timbal peroksida (PbO2) menjadi timbal sulfat (PbSO4) sambil mengambil dua elektron dan bersenyawa dengan satu atom oksigen untuk membentuk air (H2O).
Pengambilan dan pemberian elektron dalam proses kimia ini akan menyebabkan timbulnya beda potensial listrik diantara kutub-kutub sel aki. Reaksi ini akan berlangsung terus sampai isi (muatan aki) habis alias dalam keadaan discharge.
PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + PbSO4 + 2H2O
PbO2 = timbal peroxida (katub positif)
Pb = timbal murni (kutub negatif)
2H2SO4= Asam sulfat (elektrolit)
PbSO4 = timbal sulfat (kutub positif dan negatif setelah proses pengosongan)
H2O= Air yang terjadi setelah pengosongan
Pada saat aki dalam keadaan discharge, hampir semua asam melekat pada plat-plat didalam sel sehingga cairan elektrolit konsentrasinya menjadi sangat rendah dan sebagian besar hanya terdiri dari air (H2O).
Akibatnya, berat jenis cairan menurun menjadi sekitar 1,1 kg/l (hampir sama dengan berat jenis air yang 1 kg/l). Sebagai catatan, aki yang masih berkapasitas penuh, memiliki berat jenis sekitar 1,285 kg/l.
Selain itu, pada saat aki dalam keadaan discharge, 85% cairan elektrolit terdiri dari air (H2O) yang suatu saat bisa membeku sehingga menyebabkan cover aki pecah atau plat-plat aki menjadi rusak.
Baca juga:
- 3 Fungsi Baterai Aki mobil yang perlu sobat ketahui
- 4 Merk aki mobil yang bagus kuat dan tahan lama
- Mengenal bagian-bagian aki mobil
2. Recharge (pengisian arus listrik)
Recharge adalah proses pengisian arus listrik kedalam aki. Arus listrik yang disalurkan kedalam aki kemudian diproses secara kimiawi agar energi listrik yang masuk tadi bisa disimpan di dalam aki.
Sumber yang digunakan untuk melakukan proses recharge ini ada banyak, bisa dengan menggunakan battery charging yang menggunakan jaringan lisrik PLN atau dengan menggunakan Altenator di mobil, saat mesin mobil hidup.
Reaksi kimia saat Recharge
Proses recharge ini adalah kebalikan dari proses dischrage, dimana arus listrik dialirkan ke arah berlawanan dengan arus yang terjadi pada saat discharge.
Pada proses ini setiap molekul air akan kembali terurai. Ion oksigen yang bebas kemudian kembali bersatu dengan tiap atom Pb pada plat positif sehingga membentuk timbal peroxida (PbO2).
Sedangkan setiap pasang ion hidrogen (2H+) yang dekat dengan plat negatif bersatu kembali dengan ion negatif Sulfat (SO4–) pada plat negatif untuk membentuk asam sulfat. Proses reaksi kima yang terjadi adalah sebagai berikut :
PbSO4 + PbSO4 + 2H2O ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb
Akibatnya berat jenis cairan elektrolit akan bertambah menjadi sekitar 1,285Kg/l. Dengan kondisi ini, maka aki tersebut dalam keadaan muatan penuh.
Untuk lebih jelasnya, sobat bisa perhatikan video tentang proses discharge dan recharge didalam aki yang bersumber dari BOSCH . Simak videonya dibawah ini.