Download - Alkali Finish

Transcript

PENDAHULUAN Ilmu bisa berarti proses memperoleh pengetahuan, atau pengetahuan terorganisasi yang diperoleh lewat proses tersebut. Proses keilmuan adalah cara memperoleh pengetahuan secara sistematis tentang suatu sistem Perolehan sistematis ini umumnya berupa metode ilmiah, dan sistem tersebut umumnya adalah alam semesta. Dalam pengertian ini, ilmu sering disebut sebagai sains. Ion adalah atom atau sekumpulan atom yang bermuatan listrik. Ion bermuatan negatif, yang menangkap satu atau lebih elektron, disebut anion, karena dia tertarik menuju anoda. Ion bermuatan positif, yang kehilangan satu atau lebih elektron, disebut kation, karena tertarik ke katoda. Proses pembentukan ion disebut ionisasi. Atom atau kelompok atom yang terionisasi ditandai dengan tikatas yang hilang atau diperoleh. Ion pertama kali diteorikan oleh Michael Faraday sekitar tahun 1830, untuk menggambarkan bagian melekul yang bergerak ke anoda atau katoda. Namun, mekanisme peristiwa ini baru dideskripsikan pada 1884 oleh Svante August Arrhenius dalam disertasi doktornya di University of Uppsala. Pada mulanya, teori ini tidak diterima (ia memperoleh gelarnya dengan nilai minimum), tetapi disertasinya memenangi Hadiah Nobel Kimia pada 1903. Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aspek elektronik dari reaksi kimia. Elemen yang digunakan dalam reaksi elektrokimia dikarakterisasikan dengan banyaknya elektron yang dimiliki. Elektrokimia secara umum terbagi dalam dua kelompok, yaitu sel galvanik dan sel elektrolisis. Sel Volta/Galvania: a. terjadi perubahan : energi kimia energi listrik, b. anode = elektroda negatif (-), dan c. katoda = elektroda positif (+). Sel Elektrolisis: a. terjadi perubahan : energi listrik energi kimia, b. anode = elektroda positif (+), dan c. katoda = elektroda neeatif (-). Sel volta terdiri dari beberapa macam, antara lain: 1. Sel Kering atau Sel Leclance yang meliputi: a. Katoda : Karbon, b. Anoda :Zn, dan c. Elektrolit : Campuran berupa pasta : MnO 2 + NH4Cl + sedikit Air; 2. Sel Aki yang meliputi: a. Katoda: PbO2, b. Anoda : Pb, c. Elektrolit: Larutan H2SO4, dan d. Sel sekunder; 3. Sel Bahan Bakar yang meliputi: a. Elektroda : Ni, b. Elektrolit : Larutan KOH, dan c. Bahan Bakar : H 2 dan O2 ; 4. Baterai Ni Cd yang meliputi: a. Katoda : NiO2 dengan sedikit air, dan b. Anoda : Cd Konsep-konsep sel volta adalah: 1. Deret Volta/Nerst yang meliputi: a. Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au, dan b. Makin ke kanan, mudah direduksi sukar dioksidasi serta sebaliknya Makin ke kiri, mudah dioksidasi sukar direduksi; dan 2. Prinsip yang meliputi: a. Anoda terjadi reaksi oksidasi ; Katoda terjadi reaksi reduksi, b. Arus elektron : anoda katoda ; Arus listrik : katoda anoda, dan c. Jembatan garam: menyetimbangkan ion-ion dalam larutan.n+

atau n-, di mana n adalah jumlah elektron

DASAR TEORI Sejak pemakaian laptop dan telepon genggam menjadi lumrah, sekarang ini kita semakin akrab dengan jenis-jenis batere yang digunakan. Tipe batere yang banyak dipakai adalah NiCd (Nickel Cadmium), NiMH (Nickel Metal Hydride) dan ada Li-ion (Lithium Ion) dan Li-ion Polymer. Dikalangan penggemar tamiya (mobil balap mainan), batere tipe Alkalin menjadi pilihan karena relatif murah. Kesemua tipe batere ini adalah tipe batere yang dapat di-isi ulang (rechargeable). Sering kita mendengar keluhan bahwa batere tipe NiCd tidak awet, sebab setelah beberapa kali di isi ulang ternyata kapasitasnya menjadi berkurang. Batere NiCd disebut memiliki masalah memory effect sedangkan batere NiMH yang lebih ringan, dikatakan lebih awet dan tidak mengalami masalah ini. Tetapi sering juga ada beberapa penjelasan mengatakan bahwa batere tipe NiMH juga mengalami masalah yang sama. Belakangan ini pengguna laptop dan telepon genggam akrab dengan tipe betere Lithium-ion dan Lithium-ion Polymer yang lebih ringan lagi dibandingkan batere tipe NiMH. Tipe batere Li-ion dan Li-ion Polymer diiklankan tidak memiliki problem memory effect dan lebih awet dibandingkan dengan tipe batere lainnya. Tulisan berikut barangkali merupakan anjuran bagaimana agar batere NiCd yang lebih murah itu (walau relatif lebih berat) dapat awet pemakaiannya. Prinsip ini juga dapat diterapkan pada tipe batere lain agar lebih awet dan tidak cepat rusak.

Baterai dan jenisnyaBatere adalah suatu alat penyimpan energi listrik yang dapat diisi (charge) setelah energi yang digunakan. Kapasitas atau kemampuan menyimpaan energi ditentukan oleh semua komponen didalam batere seperti jenis material yang digunakan dan jenis elektrolitenya sehingga dikenal batere asam dan batere alkali. Alat untuk mengisi energi listrik kedalam betere dinamakan rectifier (charging) yang berfungsi mengubah arus bolak-balik menjadi searah dan tegangan outputnya sesuai dengan tegangan batere. Kapasitas rectifier ini ditentukan oleh kapasitas batere, sehingga besarnya arus dan tegangan pengisian serta waktu sangat menentukan kondisi batere. Jika tegangan baik dan sesuai (lebih tinggi dari pada tegangan batere) sehingga arus pengisian dapat mengalir mengisi batere tersebut. Untuk mengetahui apakah batere sudah terisi penuh dan dapat menyimpannya dengan baik maka perlu dilakukan pengukuran kondisi batere dengan cara menguji secara simulasi beban yang dapat diatur sehingga arusnyapun dapat diatur pada arus yang tetap maka tegangan batere akan turun dari nominalnya. Waktu penurunan tegangan dibandingkan dengan karakteristik batere tersebut maka dapat diketahui kondisi batere tersebut, apakah mempunyai kapasitas yang baik atau buruk < 40 %.Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkannya dalam bentuk listrik. Baterai terdiri dari tiga komponen penting, yaitu:

batang karbon sebagai anoda (kutub positif baterai) seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai) pasta sebagai elektrolit (penghantar)

Efisiensi ampere jam (AH effisiensi) Efisiensi ini tidak dipengaruhi perubahan tegangan selama pengisian maupun pengosongan.dan besarnya efisiensi pada batere asam antara 90 -95 % sedangkan batere alkali rata-rata 80 %. Standarisasi Besarnya arus pengisian adalah : - Batere Alkali : 0,2 X C ( 0,2 X kapasitas batere ). - Batere Asam : 0,1 X C ( 0,1 X kapasitas batere ) - Pada operasi floating arus yang mengalir ke batere relatif kecil . Penjelasan dari standar 0.2 C dan 0.1 C adalah , bahwa batere akan diberlakukan pengujian pengisian maupun pengosongan dengan rumus arus 0.2 atau 0.1 dari kapasitas batere. Sebenarnya banyak standard yang dapat digunakan, hal ini tergantung pada jenis batere dan karakteristiknya serta spesifikasi dari pabrik. Kapasitas batere dengan satuan AH (ampere hours) ditentukan oleh perencanaan yang direalisasikan pada material yang digunakan dan juga ukuran dari elektrode dan media diantaranya serta jenis eletrolyte. PENGUJIAN KAPASITAS BATERE. Kapasitas suatu batere adalah menyatakan besarnya arus listrik ( Ampere ) batere yang dapat disuplai / dialirkan ke suatu rangkaian luar atau beban dalam jangka waktu ( jam ) tertentu, untuk memberikan tegangan tertentu Kapasitas batere ( Ah ) dinyatakan sebagai berikut : C=Ixt Dimana : C = Kapasitas batere ( Ah ) I = Besar arus yang mengalir ( A ) T = Waktu ( jam ).

Pada batere alkali nickel-cadmium ( NiCd ) umumnya kapasitas batere dinyatakan dalam C5 dan untuk batere Asam C10. C5 dan C10 menyatakan besarnya kapasitas batere dalam Ah yang tersedia selama 5 jam untuk C5 , dan 10 jam

untuk C10. Pengujian kapasitas batere dilakukan pada : - Saat komisioning batere (Initial Charge) - 5 tahun setelah operasi. - Kemudian dilakukan setiap 2 tahun - Pada dasarnya bertujuan untuk mengetahui kapasitas batere yang sesungguhnya.

PRINSIP KERJABaterai adalah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan cara mengubah energi kimia yang terkandung didalamnya menjadi energi listrik melalui reaksi elektro kima, Redoks (Reduksi Oksidasi). baterai terdiri dari beberapa sel listrik, sel listrik tersebut menjadi penyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia. Sel baterai tersebut elektroda elektroda. Elektroda negatif disebut katoda, yang berfungsi sebagai pemberi elektron. Elektroda positif disebut anoda yang berfungsi sebagai penerima elektron. Antara anoda dan katoda akan mengalir arus yaitu dari kutub positif (anoda) ke kutub negatif (katoda). Sedangkan electron akan mengalir dari ktoda menuju anoda. Terdapat 2 proses yang terjadi pada baterai : Proses Pengisian : Proses pengubahan energi listrik menjadi energi kimia. Proses Pengosongan : Proses pengubahan energi kimia menjadi energi listrik

JENIS BATERAI- Berdasarkan Pengisian baterai dikelompokan menjadi 2 jenis yaitu : baterai Primer yaitu baterai yang hanya digunakan satu kali, dan setelah habis is (Recharge). baterai Sakunder yaitu baterai yang bias digunakan berkali kali dengan mengisi kembali muatannya, apabila telah habis energinya setelah dipakai.

Baterai Primer a. baterai Leclenche (Zn MnO2) baterai sel kering / Dry Cell b. baterai sel kering Magnesium (MgMnO2)

c. baterai MnO2 Alkaline Sama seperti dua jenis baterai diatas dan memiliki kapasitas 1,5 volt, hanya memiliki perbedaan pada segi konstruksi, elektrolitnya, dan tahanan dalamnya lebih kecil. Baterai ini memiliki kelebihan yaitu : Pada proses pemakaian akan tetap pada rating yang dimiliki meskipun pemakaiannya tak menentu. Pada pembebanan tingi dan terus menerus, mampu memberikan umur pelayanan 2 10 kali pemakaian dari sel leclanche. Sangat baik dioperasikan pada temperature rendah sampai -25 derajat celcius.

Baterai yang sering digunakan adalah zinc-alcaline manganese oxide. zinc-alcaline manganese oxide memberikan daya olebih per penggunaannya dibandingkan baterai sekunder. zinc-alcaline manganese oxide mempunyai umur (waktu hidup yang lama). Rechargeable alcaline baterai alcaline mempunyai umur(waktu hidup) yang panjang ,namun daur hidupnya lebih pendek dari pada baterai sekunder lainnya. d. Sel Merkuri e. Sel oksida perak (AgO2) f. baterai Litium

- Berdasarkan Bahan Elektrolit yang Digunakan Bahan elektrolit yang banyak dipergunakan pada baterai adalah jenis asam (lead acid) dan basa (alkali).Untuk itu di bawah ini akan dibahas kedua jenis bahan elektrolit tersebut.

1. Baterai Asam (Lead Acid Storage Battery) 2. Baterai Alkali (Alkaline Storage Battery) Baterai alkali bahan elektrolitnya adalah larutan alkali (Potassium Hydroxide) yang terdiri dari: Nickel-Iron Alkaline Battery (Ni-Fe battery) Nickel-Cadmium Alkaline Battery (Ni-Cd battery)

Pada umumnya yang banyak dipergunakan di instalasi unit pembangkitadalah baterai alkali-cadmium ( Ni-Cd ). Ciri-ciri umum (tergantung pabrik pembuat) sebagai berikut. Tegangan nominal per sel 1,2 volt. Nilai berat jenis elektrolit tidak sebanding dengan kapasitas baterai.

- Umur baterai tergantung pada operasi dan pemeliharaan, biasanya dapat mencapai 1520 tahun, dengan syarat suhu baterai tidak lebih dari 20o C. Tegangan pengisian per sel harus sesuai dengan petunjuk operasi danpemeliharaan dari pabrik o Pengisian awal (Initial Charge) = 1,6 1,9 volt. o Pengisian secara Floating o Pengisian secara Boosting = 1,40 1,42 volt. = 1,50 1,65 volt. o Pengisian secara Equalizing = 1,45 volt. Tegangan pengosongan per sel (Discharge) : 1 Volt (reff. Hoppeke & Nife) pembuat. Sebagai contoh adalah:

AAA adalah baterai berukuran panjang 44,5 mm dan diameter 10,5 mm dan memiliki berat sekitar 11,5 gram. Baterai alkalin ukuran ini memiliki tegangan 1,5 volt dan kuat arus dari 900 sampai 1.155 Ampere. Baterai Nikel logam hidrida (NiMH) ukuran ini dapat menyimpan sampai 1000 mAh dengan tegangan 1,2 Volt. Baterai AAA juga memiliki kode lainnya seperti LR03 (IEC), 24A (ANSI/NEDA), R03, MN2400, AM4, UM4, HP16, atau mikro. Baterai berukuran AAA umum digunakan dalam alat elektronik kecil seperti remote control, pemutar MP3 dan kamera digital.

Alkaline adalah jenis batere yang paling umum ditemukan. Batere yang harganya murah dan dayanya habis dalam sekali pakai ini bisa mendayai Game Boy Anda selama 20 menit (atau 2,5 menit pada Sega Nomad). Kerapatan energi, jumlah daya yang dikandung batere Alkaline tidak buruk, tetapi pada gadget yang haus energi seperti MP3 player atau kamera digital, daya batere ini cepat terkuras habis. Namun untuk gadget yang tidak tinggi tuntutan dayanya, batere Alkaline bisa bertahan lama, bahkan bisa bertahun-tahun. Sayangnya batere ini tidak bisa diisi ulang. Batere Alkaline Isi Ulang (rechargeable): Mirip batere Alkaline biasa, tetapi dibuat agar bisa diisi ulang artinya membuat elektron-elektron dipompa masuk kembali ke dalam batere. Tidak sepeti batere Nickel metal hydride, batere ini tidak habis dayanya bila tidak dipakai, tetapi kapasitasnya berkurang setiap kali diisi ulang dan tidak setinggi batere Alkaline biasa.

Baterai Alkaline adalah baterai yang paling umum, mudah didapat dan termurah. Namun untuk aplikasi robot dan RC, baterai ini merupakan pilihan yang buruk, jangan sekali-kali menggunakannya! Baterai ini memiliki kapasitas yang rendah, berat, dan bermasalah dalam men-supply arus besar dalam waktu pendek. Selain itu, dikarenakan batterai ini tidak dapat diisi ulang, pemakaian secara terus menerus dengan mengganti baterai baru akan menguras biaya yang cukup besar. Baterai terdiri dari tiga komponen penting, yaitu Batang karbon sebagai anoda (kutub positif baterai), Seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai) dan Pasta sebagai elektrolit (penghantar). Klasifikasi baterai menurut bahan elektrolitnya terbagi menjadi dua yaitu Baterai Timah Hitam dari larutan asam belerang dan Baterai Alkali dari larutan alkali. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian baterai antara lain adalah ruangan baterai, air baterai, elektrolit, peralatan-peralatan keselamatan kerja, pemberian tanda dan BCR. Diantara faktor tersebut elektrolit merupakan faktor yang paling penting. Berdasarkan prinsip kerja suatu baterai terbagi menjadi dua yaitu Baterai Timah Hitam dan Baterai Alkali. Prinsip kerja suatu baterai ada tiga langkah antara lain persiapan pengisian baterai, pengisian baterai dan pengosongan baterai. Kelebihan dan kekurangan Baterai Alkali dengan Timah Hitam antara lain adalah baterai alkali lebih tahan terhadap goncangan bila dibandingkan dengan baterai timah hitam, baterai alkali tidak mengeluarkan gas yang menyebabkan korosi

sedangkan baterai timah hitam menghasilkan gas penyebab korosi dan baterai alkali cukup tahan terhadap arus pengosongan yang besar serta pengisian yang berlebihan dibandingkan dengan baterai timah hitam. Prinsip Kerja Baterai Alkali Baterai Alkali menggunakan potasium Hydroxide sebagai elektrolit, selama proses pengosongan (Discharging) dan pengisian (Charging) dari sel baterai alkali secara praktis tidak ada perubahan berat jenis cairan elektrolit. Fungsi utama cairan elektrolit pada baterai alkali adalah bertindak sebagai konduktor untuk memindahkan ion-ion hydroxida dari satu elektroda keelektroda lainnya tergantung pada prosesnya, pengosongan atau pengisian, sedangkan selama proses pengisian dan pengosongan komposisi kimia material aktif pelat-pelat baterai akan berubah. Proses reaksi kimia saat pengosongan dan pengisian pada elektrodaelektroda sel baterai alkali sebagai berikut.

Untuk baterai Nickel-Cadmium Pengosongan 2 Ni OOH + Cd + 2H O2

2Ni (OH) + Cd (OH)2

2

Pengisian dimana : 2NIOOH Fe 2Ni (OH)2 Fe (OH)2 = Incomplate nickelic hydroxide ( Pelat positif ) = Iron ( Pelat Negatif ) = Nickelous hydroxide ( Pelat positif ) = Ferrous hydroxide ( Pelat negatif )

Baterai kering ditemukan oleh Leclanche yang mendapat hak paten atas penemuan itu pada tahun 1866. Sel Leclanche terdiri atas suatu silinder seng yang berisi pasta dari campuran kawi (MnO2), salmiak (NH4Cl), karbon (C), dan sedikit air. Seng berfungsi sebagai anode sedangkan katode digunakan elektrode inert, yaitu grafit, yang dicelupkan di tengah-tengah pasta. Pasta itu sendiri berfungsi sebagai oksidator. Reaksi-reaksi yang terjadi dalam baterai kering sebenarnya lebih rumit tetapi pada garis besarnya adalah sebagai berikut: Anode: Zn(s) Zn2+ (aq) + 2e Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + 2H2O(l) Katode: 2MnO2(s) + 2NH4+ (aq) + 2e

Zn(s) + 2NH4+ (aq) + 2MnO2(s)

Zn2+ (aq) + Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O(l)

Zn2+ yang terbentuk mengikat NH3 membentuk ion Zn(NH3)4+ Zn2+(aq) + 4NH3 (aq) Zn(NH3)4+ (aq)

Potensial satu sel Leclanche adalah 1,5 volt. Sel Leclanche tidak dapat diisi kembali. Baterai kering jenis alkaline pada dasarnya sama dengan sel Leclanche tetapi bersifat basa karena menggunakan KOH menggantikan NH4Cl dalam pasta. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: Anode: Zn(s) + 2OH- (aq) Katode: 2MnO2(s) + 2H2O(l) +2e Zn(OH)2(s) + 2e 2MnO(OH) (s) + 2OH- (aq)

Potensial dari baterai alkaline juga 1,5 volt tetapi baterai ini dapat bertahan lebih lama. Baterai nikelkadmium merupakan salah satu jenis baterai kering tetapi dapat diisi ulang kembali. Baterai alkalin didesain dengan menghilangkan komponen berkemampuan isi daya manual. Lagi pula desain baterai bersoket listrik, kerap mempengaruhi desain piranti karena ukuran tak bisa dibuat mungil. Alih-alih, Mintpass menciptakan baterai hidrat logam Nikel, yang dilabeli Mint Batterey: Shakenergy. Kelebihan Shakenergy, selain dikocok, proses isi ulang bisa pula menggunakan adaptor isi ulang baterai alkalin. [Skema struktur baterai Shakenergy] Sistem kerja 'kocok' Shakenergy pun cukup sederhana. Di dalam baterai terdapat tiga bagian, hidrat logam nikel di bagian atas, lingkaran kawat kumparan di terowongan kecil (shaft) yang ditahan penopang inti dan magnet permanen. Saat digoyang, lingkaran kumparan akan bergerak dari magnet menuju nikel lewat penopang inti. Proses itu pun menginduksi listrik, sehingga baterai memperoleh daya kembali. Mereka yang paham pengetahuan teknis bakal mengocok keras-keras baterai tersebut, sebab kocokan kuat berkali-kali, akan mempercepat pengisian daya. Dengan konsep itu, si baterai cocok untuk saat-saat darurat, bahkan untuk hidup mati seseorang. Contoh, anda ditemukan tim SAR lewat sinyal radio dalam insiden kapal karam. Tetapi tiba-tiba baterai radio anda mati, cukup goyang baterai kuat-kuat, pasang kembali ke radio dan kontak tim SAR. Shakenergy telah menyelamatkan hidup anda. Pengolahan Limbah Baterai Sulit untuk membayangkan bahwa baterai yang kita gunakan untuk senter, kamera, walkman, radio dan berbagai jenis elektronik lainnya memiliki pengaruh buruk terhadap lingkungan. Namun demikianlah kenyataannya. Padahal, hampir setiap rumah tangga menggunakan baterai untuk berbagai keperluan. Dan sangat disayangkan, baterai bekas yang mengandung bahan beracun berbahaya (B3) itu, diantaranya adalah merkuri (Hg) dan kadmium, seringkali dibuang di sembarang tempat. Malah, karena ketidaktahuan mereka akan racun

berbahaya tersebut, tidak sedikit pula masyarakat yang menggunakannya sebagai pupuk, semir ban mobil, cat hitam, bahan tukang kayu, kerajinan tangan, campuran plester semen, bahkan mainan anak-anak. Orang dapat saja berpendapat bahwa kandungan merkuri dalam baterai sedikit. Tapi kalau jumlah yang sedikit itu kemudian dikumpulkan, maka lambat laun akan terjadi akumulasi merkuri yang akan mencemari lingkungan. Di Amerika, diperkirakan 2 milyar baterai bekas terbuang setiap tahun. Dan menurut standar federal kesehatan manusia di Amerika, 80 juta liter air yang tertumpah 1 gram merkuri, merupakan air yang tergolong beresiko jika dikonsumsi sebagai air minum. Ini berarti bahwa 1 gram merkuri mampu mengkontaminasi sebuah danau. Bayangkan kalau sebuah baterai saja mengandung merkuri 0,001 gram. Dampak Merkuri Ancaman merkuri terutama dari bentuk organiknya yang sangat beracun yaitu metil merkuri. Zat ini akan bertahan dalam tubuh 10 kali lebih lama dibanding merkuri dalam bentuk logam seperti yang terdapat dalam baterai dan termometer. Antara merkuri anorganik dan merkuri organik terdapat suatu hubungan bentuk atau transformasi. Senyawa aril merkuri (organik) dapat berubah menjai merkuri anorganik melalui proses transformasi di dalam tubuh dan lingkungan. Sedangkan merkuri anorganik, dapat menjai merkuri organik melalui proses transformasi oleh mikroorganisme. Bila seekor satwa mengkonsums satwa-satwa lain dalam jumlah besar, maka tbuh satwa tersebut akan mengandung merkuri sebesar jumlah seluruh kandungan merkuri yang terdapat di dalam mangsa-mangsanya. Sebagai akibat dari fenomena yang disebut bioakumulasi ini, level kandungan merkuri dalam ikan dapat mencapai jumlah yang luar biasa, yait satu juta kali lebih besar dari level kandungan merkuri di dalam perairan sekitarnya. Selain itu logam berat merkuri dpat jua masuk melalui jalan pernapasan, karena sifat merkuri yang mudah menguap pada temperatur kamar. Bagi tubuh manusia, ancaman merkuri dapat menyerang sistem syaraf pusat, ginjal, hati, jaringan otak, serta dapat membahayakan kandungan yang berakibat bayi cacat lahir. Jalan Keluar Sampai sejauh ini, hampir tidak ada upaya, baik pemerintah maupun masyarakat untuk mengumpulkan baterai bekas dengan mekanisme yang benar aak terhindar dari resiko dan dampak lingkungan yang diakibatkannya. Dari penelitian yang dilakukan oleh Firman L. Sahwan, umumnya limbah baterai rumah tangga dibuang begitu saja oleh masyarakat ke tempat sampah. Sementara hasil kuesioner yang memberikan pilihan dalam pengolahan sampah tersebut menyimpulkan bahwa masyarakat akan membuang sampah baterai bekas apabila disediakan tempat-tempat khusus seperti di RT2, pasar, pos keamanan, atau pun tempat2 lain yang strategis dekat dengan masyarakat. Cara lain adalah mengadakan produksi baterai dengan kadar merkuri rendah seperti yang banyak dilakukan oleh negara-negara maju. Dari teknologi yang tercanggih, kini tersedia banyak baterai yang tidak lagi menggunakan merkuri. Namun di samping usaha-usaha itu semua, yang paling efektif adalah membiasakan penggunaan baterai yang dapat diisi ulang. Meskipun harganya mahal, namun dengan baterai semacam ini, jauh lebih hemat secara ekonomis. Dan yang paling penting, jangan mengisi ulang baterai berarti mengurangi limbah yang dapat mencemari lingkungan kita. Pelajaran dari Tragedi Minamata

Tahun 1950an, sebanyak 778 penduduk di kepulauan Kyusu, bagian Selatan Jepang tewas akibat memakan ikan yang tercemar merkuri. Ini merupakan tempat terjadinya pencemaran air raksa paling buruk yang dicatat dalam sejarah. Insiden ini terjadi akibat racun yang dibuang sebuah pabrik plastik milik Chiso Chemical Company ke teluk Minamata. Gejala ini mula-mula terlihat pada kucing yang bertingkah aneh dengan cara melompat ke air, membenamkan diri dan ada pula yang berlarian secara liar. Tahun 1953 kasus penduduk keracunan mulai dilaporkan. Namun pemerintah Jepang melindunginya. Baru tahun 60an pabrik tersebut mengakui sumber limbahnya dan ditutup setelah mengganti kompensasi jutaan yen pada tahun 1966. Kejadian paling buruk adalah masih tersisanya penderitaan penduduk hingga jangka waktu yang panjang. Begitu banyak penduduk kemudian menderita seperti kemampuan bicara yang tidak sempurna, kebutaan, kelumpuhan serta kerusakan otak.

Kelebihan dan Kekurangan

Dewasa ini, kebutuhan akan baterai boleh dibilang sangat penting. Coba tengok peralatan yang ada dirumah, barang apa saja yang memakai baterai ? Dari mulai jam dinding sampai permainan anak-anak pasti menggunakan yang namanya baterai. Sebenarnya produk baterai juga tidak terlalu banyak merk-nya di pasaran. Paling-paling juga itu-itu saja. Namun justru inilah poin yang membuat produk baterai menjadi familiar di mata masyarakat. Namun untuk produk baterai tahan lama, menurut saya jatuh pada ABC Alkaline. Meskipun produk ini relatif mahal sedikit dibanding yang lain, namun kualitasnya tidak perlu diragukan. Coba saja cek ketahanannya pada permainan anak-anak, mobil tamiya misalnya. Pasti Alkaline lebih tahan lama dibanding produk lain. Coba juga dengan peralatan yang lain, jam dinding misalnya. Baterai alkaline menggunakan sodium hidroksida atau potasium hidroksida sebagai bahan utama elektrolit. Baterai ini sering digunakan pada aplikasi tahan lama dan membutuhkan keluaran energi yang tinggi, seperti telepon selular, CD player dan radio portable, dan kamera foto. Kelebihan dari baterai ini adalah tempat yang digunakan sama dengan tempat yang digunakan pada baterai biasa sehingga tidak perlu memodifikasi casing-nya. Selain itu jika dibandingkan dengan baterai biasa, baterai nickel cadmium atau yang lebih dikenal sebagai Baterai NiCad ini, mempunyai daya tahan sedikit di atas baterai biasa (dengan catatan kondisi baterai NiCad ini masih baik).

Baterai NiCad yang ada dipasaran saat ini ada dua pilihan untuk ukuran dayanya, yaitu 700mAH atau 1500 mAH. Maksudnya adalah baterai NiCad tersebut dapat mensuplai arus ke peralatan elektronika dengan arus 700mA selama 1 jam (untuk baterai 700mAH). Sehingga jika kita menggunakan baterai NiCAD 700mAH tersebut untuk peralatan elektronika yang menarik arus sebesar 1 A maka baterai NiCad tersebut hanya dapat bertahan selama kurang dari 1 jam. Suhu dari baterai NiCad juga mempengaruhi daya tahan baterai. Jika baterai terlalu panas maka baterai akan cepat habis karena sebagaian arus yang dihasilkan oleh baterai tersebut diubah menjadi panas. Karena baterai NiCad bisa diisi ulang untuk beberapa kali (puluhan kali ) maka baterai NiCad ini lebih murah dari pada baterai biasa. Namun dana yang digunakan utuk membeli baterai pertama kali memang lebih mahal dari pada membeli baterai biasa. Pengisi Baterai NiCad Tiap baterai NiCad mempunyai tegangan 1.2 volt lebih rendah 0.3 volt jika dibandingkan dengan baterai biasa atau baterai alkaline. Sebuah pengisi baterai NiCad yang baik harus mempunyai spesifikasi antara lain :

Gambar 1 Karakteristik Pengisian Baterai NiCad 1. Autoshut-off, merupakan kemampuan charger untuk menghentikan arus pengisian ke sebuah baterai NiCad jika kapasitas baterai NiCad sudah terisi penuh. 2. Polarity Protection, dengan adanya kemampuan ini maka jika terdapat pemasangan baterai yan terbalik pada charger dapat diketahui. 3. 4. Tegangan output konstan Arus output cukup untuk mengisi beberapa baterai NiCad sekaligus secara paralel.

5.

Short Circuit Protection, dengan adanya rangkaian proteksi ini maka jika terjadi hubungan singkat yang ditimbulkan oleh baterai maupun rangkaian charger sendiri tidak akan merusak bagian yang lain yang tidak rusak.

Sebuah chager paling tidak harus mempunyai tegangan output diatas 1.5 volt dan mampu memberikan arus charge paling tidak 1/10 arus output baterai. Jika tiap baterai NiCad dapat mensuplai arus sebesar 700mAH maka baterai NiCad ini harus diisi dengan arus dibawah 70mA. Rating arus pengisian ini, 1/10 arus output baterai merupakan batasan maksium untuk sebuah baterai NiCad. Semakin besar arus pengisiannya maka baterai akan semakin cepat terisi namun suhu baterai akan dengan cepat pula naik. Suhu baterai yang terlalu tinggi dapat menyebabkan baterai NiCad ini rusak atau bahkan meledak. Dari gambar 1 dapat dilihat bahwa tegangan pengisian akan berpengaruh pada suhu baterai. Baterai NiCad yang terus-menerus diisi namun muatannya belum habis akan memperpendek umur dari baterai itu sendiri. Inilah yang disebut dengan efek memory. Apabila baterai NiCad sudah mengalami efek memory maka baterai tersebut masih dapat diisi penuh namun lebih cepat habis jika dibandingkan dengan baterai NiCad yang masih baru. Kondisi ini tidak dapat diperbaiki karena menyangkut rekasi kimiawi di dalam baterai NiCad tersebut. Oleh karena itu sebuah charger yang baik harus dilengkapi dengan kemampuan autoshut off jika baterai NiCad yang diisi sudah penuh.

Gambar 2 Skematik Rangkaian Ultra Fast Charger

Komponen utama pada rangkaian ini adalah UC3843 dan MC34181. UC3843 merupakan chip regulator tegangan dan M34181 merupakan OpAmp JFET dengan karakteristik low offset voltage, impedansi input yang sangat tinggi. MC34181 berfungsi sebagai voltage komparator. Karakteristik Baterai Nickel Cadmium Sebuah pengisi baterai NiCad harus mempunyai karakteristik yang disesuaikan dengan baterai yang dicharge. Karakteristik baterai NICad antara lain : 1. Baterai NiCad harus diisi dengan besar arus yang konstan. 2. Baterai akan penuh terisi jika mencapai 140% pengisian dari pengisian maksimum baterai tersebut. 3. Variasi perubahan tegangan baterai tergantung dari fungsi pengisian dan juga tergantung dari suhu baterai tersebut. 4. Pada saat pengisian telah selesai maka suhu akan naik dengan cepat (panas meningkat dengan cepat) sehingga chager perlu dimatikan. Karena jika tidak dimatikan akan dapat menyebabkan suhu baterai akan naik terus dan pada akhirnya akan meledak. Sehingga paling tidak untuk membuat sebuah pengisi baterai NiCad yang perlu diperhatikan adalah : 1. Besar arus pengisian yang konstan 2. Menggunakan SwitchMode Converter untuk menaikkan tegangan output charger jika tegangan baterai yang di-charge di atas 10 volt. 3. Pengamanan rangkaian. Rangkaian pengamanan pada rangkaian biasanya menggunakan pengaman arus dan pengaman autoshut off. Pada gambar 2 merupakan gambar skematik rangkaian untuk ultra fast charger. Charger tersebut dapat digunakan untul 8 sampai 10 baterai NiCad sekaligus dengan tegangan output 12 volt dan arus maksium adalah 3.5A Cara Kerja Rangkaian Pada rangkaian pada gambar 2 ada 3 bagian utama yaitu : 1. Regulator Arus. 2. Konverter SwitchMode 3. Rangkaian Pendeteksi/Pengaman. Regulator Arus Konstan Rangkaian regulator ini menggunakan MTP3055, TMOS Power MOSFET yang mempunyai berbagai operasi kerja dengan mengatur besar/kecil arus pengisian ke baterai NiCad. Arus pengisian ini pada dasarnya tidak tergantung dari tegangan Drain Source (VDS) ketika tegangan VDS melebihi 2 volt.

Gambar 3 Karakteristik MOSFET MTP3055 Jadi jika tegangan VDS lebih dari 2 volt maka arus ID akan juga konstan.

ARTIKEL BATERAI ALKALIN

Disusun Oleh Indah Charismasari XII A 3 22 Sekolah Menengah Atas Negeri 7 Semarang Tahun Pelajaran 2009 / 2010


Top Related