Di dalam artikel ini, kita akan mempelajari tentang baterai asam timbal dan cara kerjanya. Kita akan membahas dasar-dasar baterai asam timbal, termasuk komposisinya dan cara kerjanya.
Ketika kita mencampurkan beberapa bahan kimia bersama-sama, kita dapat menyebabkan reaksi kimia. Ini terjadi ketika atom dari satu bahan berinteraksi dengan atom dari bahan lain. Selama interaksi ini, atom akan bergabung atau terpisah. Elektron juga dapat dilepaskan atau ditangkap oleh atom selama reaksi ini. Ketika kita berbicara tentang atom, biasanya kita akan mendengar istilah ion digunakan. Ion adalah atom yang memiliki jumlah proton atau elektron yang tidak seimbang. Sebuah atom memiliki muatan netral ketika memiliki jumlah proton dan elektron yang sama karena proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif sehingga mereka seimbang. Jika atom memiliki lebih banyak elektron daripada proton, maka itu adalah ion negatif. Jika atom memiliki lebih banyak proton daripada elektron, maka itu adalah ion positif.
Bagaimana Cara Kerjanya
Daripada mencoba memahami konstruksi yang kompleks ini, kita akan menyederhanakannya menjadi model sederhana dari satu sel dengan katoda dan anoda tunggal. Dalam sel ini, kita memiliki cairan elektrolit, yang terdiri dari sepertiga asam sulfat dan dua pertiga air. Kita memiliki elektroda positif yang merupakan katoda. Ini terbuat dari oksida timbal. Kemudian kita memiliki terminal negatif yang merupakan anoda. Ini terbuat dari timbal murni. Ketika bahan-bahan ini digabungkan, kita akan mendapatkan reaksi kimia kecil antara atom-atom.
Saya akan menunjukkan atom-atom dari bahan-bahan ini dengan bola-bola berwarna. Terminal katoda positif dari oksida timbal akan bereaksi dengan sulfat dalam elektrolit. Ini akan membentuk lapisan sulfat timbal pada terminal katoda. Selama reaksi ini, ion oksigen dikeluarkan dari katoda dan masuk ke elektrolit. Setelah berada dalam elektrolit, ion-ion oksigen ini akan bergabung dengan ion hidrogen untuk membentuk air. Pada saat yang sama, atom-atom timbal pada anoda akan bereaksi dengan ion-ion sulfat dalam elektrolit. Reaksi ini akan membuat lapisan sulfat timbal di sekitar elektroda. Selama reaksi ini, dua elektron dilepaskan dan dikumpulkan di terminal negatif. Jadi sekarang kita memiliki penumpukan elektron di terminal negatif. Dan karena elektron bermuatan negatif, ini berarti kita memiliki perbedaan muatan di kedua terminal. Dan kita dapat mengukurnya dengan voltmeter atau multimeter.
Jika Anda memikirkan tentang sebuah magnet, elektron bermuatan negatif dan mereka saling tolak-menolak. Mereka tertarik ke terminal positif yang memiliki lebih sedikit elektron, namun, mereka belum bisa mencapainya. Jadi, jika kita menyediakan jalur untuk elektron, seperti kawat, maka elektron akan mengalir melalui jalur ini untuk mencapai terminal positif. Kita kemudian dapat menempatkan berbagai hal seperti lampu di sepanjang jalur ini dan menggunakannya untuk melakukan pekerjaan seperti menerangi lampu. Sementara jalur ini ada, reaksi kimia terus berlanjut, tetapi ini tidak akan berlangsung selamanya. Bahan kimia yang diperlukan untuk reaksi akan habis, asam menjadi encer dan melemah, dan penumpukan sulfat timbal melapisi kedua elektroda. Ini berarti bahan elektroda menjadi lebih mirip dan reaksi kimia menjadi lebih sulit untuk dicapai. Tetapi untungnya reaksi kimia ini dapat dibalik. Jadi jika kita menyuplai baterai dengan listrik dari alternator, kita dapat mulai membalikkan reaksi ini. Elektron memasuki terminal negatif dan bergabung kembali dengan sulfat timbal, melepaskan sulfat ke dalam elektrolit untuk meninggalkan hanya timbal di pelat negatif. Ion sulfat memasuki elektrolit dan bergabung dengan ion hidrogen untuk melepaskan ion oksigen, dan sehingga asam elektrolit menjadi lebih kuat. Ion oksigen bergabung dengan timbal untuk membuat oksida timbal dan ini melepaskan sulfat kembali ke dalam elektrolit membuatnya semakin kuat. Jika kita meninggalkan baterai untuk benar-benar habis terlalu lama, atau terlalu banyak kali, menjadi sangat sulit untuk membalikkan reaksi kimia.
Selain itu, lapisan sulfat dapat lepas dari elektroda dan mengumpul di bagian bawah baterai. Ini berarti lapisan tersebut tidak lagi berpartisipasi dalam reaksi kimia sehingga baterai perlu diperbaiki atau diganti. Jadi ketika kita melihat baterai, reaksi kimia ini terjadi antara setiap pelat di setiap sel untuk menyediakan ratusan ampere arus untuk menyalakan motor dan juga menyediakan tegangan untuk menyalakan lampu dll., yang kemudian diisi ulang oleh alternator.