Asal Usul Accu (Accumulator)

Energi listrik digunakan luas hampir di seluruh aspek kehidupan oleh karenanya memegang peran penting didunia teknik. Kelemahan energi listrik yang sangat prinsip terletak pada fakta bahwa proses pembentukan dan penggunaan (generate & consume) energi listrik biasanya berbanding lurus, pada saat yang bersamaan. Kita tidak bisa memproduksi lalu menyimpan energi listrik begitu saja dengan alat yang sederhana. Sudah menjadi hukumnya bahwa energi listrik yang kita gunakan harus berasal langsung dari sumbernya.
Dalam volume yang sedikit, energi listrik bisa disimpan dalam sebuah kapasitor dan hanya dapat digunakan terbatas untuk menyuplai daya pada peralatan yang membutuhkan energi listrik yang kecil pula. Untuk disimpan dalam skala yang lebih besar, energi listrik pertama-tama harus dikonversikan dulu kedalam bentuk energi yang lain. Pengetahuan tentang elektrokimia menjawab tantangan masalah ini yaitu tugas "MENYIMPAN" listrik agar bisa digunakan setiap waktu yang berbeda beda sesuai kebutuhan, serta dapat dipindah pindahkan. Alat penyimpan energi listrik itulah yang kemudian kita kenal dengan nama akumulator, accu, atau lebih sering disebut Aki.


Sejarah Penemuan system energi elektrokimia



Investigasi ilmiah mengenai kelistrikan dimulai ketika Tn Luigi Galvani (1737-1798) serta Tn.Alessandro di Volta (1745-1827) aktif melakukan temuan temuan penting. Kedua nama ini , sampai detik ini masih digunakan di dunia teknik kelistrikan , istilah "Galvanic cell" dan "Volt" .masih sering kita dengar. Temuan temuan penting hasil eksperimen keduanya antara lain :
Tahun 1789 Galvani menemukan adanya fenomena elektrokima kelistrikan



Volta membangun sumber energi listrik pertama secara elektrokimia , dunia ilmu pengetahuan kemudian mengenal satuan "Volt" sebagai besaran untuk mengukur tegangan listrik.



Tahun 1802 Johann Wilhem Ritter menciptakan battery yang pertama yang dinamakan "Ritter Pile". Semenjak itulah berbagai temuan dan development berkembang pesat seiring dengan temuan bola lampu oleh Thomas Alfa Edison dan diperkenalkannya Dynamo diberbagai peralatan yang ditemukan sesudah Revolusi Industri di Inggris pada akhir abad ke 19.
Produksi "LEAD Battery" pertama dipatenkan oleh Faur pada tahun 1880 disusul oleh Jungner dan Edison tahun 1899 dan 1901 dengan menggunakan nikel-cadmium dan diproduksi masal tidak lama kemudian. Masih banyak penemuan lain yang mengembangkan sistem elektro-kimia penyimpan listrik dan terus mengalami penyempurnaan.






Awal abad ke 19 penggunaan sistem elektro kimia berbasis Lead-acid digunakan secara besar besaran dan terus mengalami penyempurnaan-penyempurnaan namun teknologi dasar nya tetap tidak berubah hingga kini yaitu : elektrokimia dengan basic LEAD (Pb + PbO2) bereaksi dengan elektrolit asam sulfat ( H2SO4 ).



CARA KERJA AKI
PERUBAHAN KIMIA SELAMA PENGISIAN DAN PEMAKAIAN

Saat Pemakai



Saat Pengisian
 


1. PERUBAHAN KIMIA PADA SAAT PELEPASAN MUATAN LISTRIK

Aki memberikan aliran listrik jika dihubungkan dengan rangkaian luar misalnya, lampu, radio dan lain-lain. Aliran listrik ini terjadi karena reaksi kimia dari asam sulfat dengan kedua material aktif dari plat positif dan plat negatif. Pada saat pelepasan muatan listrik terus menerus, elektrolit akan bertambah encer dan reaksi kimia akan terus berlangsung sampai seluruh bahan aktif pada permukaan plat positif dan negatif berubah menjadi timbal sulfat. Jika Aki tidak dapat lagi memberi aliran listrik pada voltage tertentu, maka aki tersebut dalam keadaan lemah arus (soak).


2. PERUBAHAN KIMIA PADA SAAT PENGISIAN MUATAN LISTRIK

Pada proses pengisian muatan listrik, kembali terjadi proses reaksi kimia yang berlawanan dengan reaksi kimia pada saat pelepasan muatan. Timbal peroksida terbentuk pada plat positif dan timbal berpori terbentuk pada plat negatif, sedangkan berat jenis elektrolit akan naik, karena air digunakan untuk membentuk asam sulfat. Aki kembali dalam kondisi bermuatan penuh.


PENURUNAN BERAT JENIS ACCU ZUUR
SELAMA PELEPASAN MUATAN LISTRIK

Berat jenis accu zuur akan turun sebanding dengan derajat pelepasan muatan, jadi jumlah energi listrik yang ada dapat ditentukan dengan mengukur berat jenis accu zuurnya, misalnya aki mempunyai berat jenis accu zuur 1.260 pada 20°C, bermuatan listrik penuh, setelah melepaskan muatan listrik berat jenisnya 1.200 pada 20°C, maka Aki masih mempunyai energi listrik sebesar 70%





BERAT JENIS ACCU ZUUR TERGANTUNG DARI SUHU

Berat jenis accu zuur berubah tergantung dari temperaturnya, jadi pembacaan berat jenis pada skala hudrometer kurang tepat sebelum dilakukan koreksi suhu. Volume accu zuur bertambah jika dipanaskan dan turun jika dingin, sedang beratnya tetap. Jika Volume bertambah sedang beratnya tetap maka berat jenis akan turun. Berat jenis turun sebesar 0.0007 untuk kenaikan tiap derajat celcius dalam suhu batas normal Aki. Standar berat jenis menurut perjanjian adalah untuk suhu 20°C. 


PERUBAHAN TEMPERATUR

S 20 = St + 0.0007 ( t - 20 )

S = Berat Jenis pada temp. 20°C.
St = Berat jenis terukur
t = Temperatur accu Zuur.

Contoh: Misainya kita memiliki accu zuur dengan kondisi sbb:
Berat Jenis ( terukur ) = 1.250
Temperatur= 33°C
maka berat jenis pada 20°C adalah
S20 = 1.250 + 0.0007 (33 - 20)
= 1.250 + 0.0091
= 1.2591