Transcript Chapter 08 Energi Transfer Elektron

BEBERAPA MACAM SUMBER ENERGI :
1. Energi Fosil
2.Energi Transfer Elektron
3.Energi Nuklir
4.Energi Sinar Matahari
5.Energi Gelombang Laut
6.Energi Mikrohidro
7.Energi Air
8.Energi Panas Bumi
9. Energi Gelombang Mikro
CONTOH APPLIKASI ENERGI TRANSFER ELECTRON
ENERGI BERASAL DARI BATEREI
”Batteries “ adalah sistem sumber energi yang
berasal dari perubahan secara langsung energi kimia
menjadi energi listrik dan bersifat portable dan
transportable.
Baterei dalam dalam sistim
“ CELL GALVANIK “
Baterei Ni-Cd
“ Batteries “ bersumber dari dua proses
transfer elektron :
(i) Logam cadmium dioksidasi
(ii) Logam nikel direduksi
Reaksi Paruh ( Half Reaction) :
Reaksi Oksidasi :
Cd  Cd2+ + 2 e–
Reaksi Reduksi : 2 Ni3+ + 2 e–  2 Ni2+
Reaksi total : 2 Ni3+ + Cd  2 Ni2+ + Cd2+
Reaksi Oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron :
Cd  Cd2+ + 2 e–
Reaksi Reduksi adalah reaksi penerimaan elektron :
2 Ni3+ + 2 e– 2 Ni2+
Baterei
Ni-Cd
Electroda
(konduktor electrik)
tempat terjadinya
transfer elektron
Beda potensial elektrokimia
dari dua elektroda disebut
sebagai Voltase (dlm satuan
volt).
Reduksi
terjadi pada
katoda
Oksidasi terjadi
pada anoda
A Laboratory Galvanic Cell
Oksidasi pd anoda :
Zn(s)
Zn2+ (aq)
Reduksi pd katoda :
Cu2+(aq)
Cu(s)
Alkaline Cell / Baterei Alkali
Baterei Merkuri keuntungannya ukurannya kecil
Dipakai pada Jam, Kamera dan Alat bantu pendengaran
Kerugiannya adalah limbahmerkuri yang toksik
Konsumsi Merkuri dari tahun 1970 - 1995
Baterei Lead (Pb) ( Aki Mobil )
Baterei Lead (Pb) ( Aki Mobil )
Reaksi overall :
Pb(s) + PbO2(s) + H2SO4(aq)
2 PbSO4(s) + 2H2O(l)
 Katoda dibuat dari logam Pb, anoda dari Pb
oksida
 Larutan electrolit adalah asam sulfat
 Reaksinya dapat balik
 Produk Pb Sulfat terikat pada electroda, jika
dikenakan tegangan dari luar reaksi dapat
berjalan balik ( salah satu cara pemeliharaan aki)
Baterei Lead-Asam (Pb) ( Aki Mobil )





Batterei Lead-acid disebut sebagai “storage batteries”,
karena terjadi “ charge-discharge cycle “
Batterei digunakan pada automobile
Batterei is discharged in order to start the engine
Once the engine is running and burning gasoline, it turns
an alternator which recharges the battery. The process
can continue for up to 5 years of normal driving
After five years, enough of the lead sulfate product has
been shaken off the plates that it can no longer recharge



Baterei Lead (Pb) ( Aki Mobil )
Lead-acid batteries are also used in environments where
vehicles cannot emit combustion products:
Indoor forklifts, golf carts, handicapped carts in airports,
wheelchairs, mobil baterei
Lead is an environmental concern!
How do we dispose of the millions and millions of
batteries which die each year?
There is a very succesful recycling program in the
U.S. – 97% of spent batteries are recycled
But environmentally healthier options are under
investigation
A leading contender is the magnesium-acid battery (less
green than Pb-Acid batterei
FUEL CELL
 A fuel cell is an electrochemical energy
conversion device.
 It produces electricity from external supplies
of fuel (anode side) and oxidant (cathode side).
 A fuel cell is similar to a battery in that an
electrochemical reaction is used to create
electric current.
 Fuel cells are different from batteries in that they
consume reactant, which must be replenished,
while batteries store electrical energy chemically
in a closed system.
 Fuel cells are very useful as power sources in
remote locations, such as spacecraft, remote weather
stations, large parks, rural locations, and in certain
military applications.
 A fuel cell system running on hydrogen can be
compact, lightweight and has no major moving parts.
 Because fuel cells have no moving parts, and do not
involve combustion, in ideal conditions they can
achieve up to 99.9999% reliability.
The world's first certified Fuel Cell Boat (HYDRA),
Karl-Heine Kanal in Leipzig, Germany
Toyota FCHV PEM FC fuel cell vehicle
Micro-fuel cell developed by Fraunise ISE for
use in applications such as cellular phones
A hydrogen fuel cell public bus accelerating at
traffic lights in Perth, Western Australia
FUEL CELL
A fuel cell consists of an anode,
a cathode and an electrolyte as
sandwich.
Electrolyte is a specialized
material that allows ions to
pass but blocks electrons.
Doped zirconia electrolyte
FUEL CELL
1. SOFC memiliki katoda keramik
utk ionisasi oksigen. Katodanya
berpori agar udara dapat melewati
2. Ions oksigen terdiffusi sepanjang
elektrolit keramik
3. Pada anoda, ion oxygen bereaksi
dengan hidrogen menghasilkan air
dan elektron.
4. Electrons tidak dapat menembus
electrolit dan menuju penampung
(load).
Solid Oxide Fuel Cells ( SOFCs )
A solid oxide fuel cell adalah alat yang digunakan untuk
mengubah bahan bakar gas (hidrogen, gas alam, gas
batubara) menjadi listrik secara electrokimia
Udara disuplai pada Katoda (air electrode),
pada katoda terjadi ionisasi molekul O2
Solid Oxide Fuel Cells ( SOFCs )
 O2 dimasuhkan pada katoda untuk dionisasi menjadi O2 Ion O2 meliwati elektrolit menuju anoda untuk melakukan
reaksi dengan gas H2 untuk menghasilkan elektron dan
air
H2 + O2-  H2O + 2e-
FUEL CELL EFFICIENCY
• Untuk cell dengan kapasitas 0.7 V memiliki
efficiensi sebesar kira-kira 50%.
• 50% energi hidrogen dirubah menjadi listrik
• 50% energi sisa dirubah menjadi panas
 Solar Cell adalah sistim yang merubah sinar matahari
menjadi energi listrik DC
 Solar Cell memberikan kapasitas listrik (Volt)
Power = Current x Voltage=Current2 x R= Voltage2/R
 Solar Cell mirip baterei karena memberikan sumber
listrik DC.
 Solar Cell tidak seperti baterei karena volt disuplai oleh
perubahan dalam cell dan perubahan dalam tahanan load

Operating diode in fourth quadrant generates power
CdTe : Bandgap 1.5 eV; Koeffisien 10 x daripada Si
CdS : Bandgap 2.5 eV; Acts as window layer
Keterbatasan :
Kualitas Jelek dari p-CdTe (~ 0.1 Wcm2)