BEBERAPA MACAM SUMBER ENERGI : Energi Fosil Energi Transfer Elektron Energi Nuklir Energi Sinar Matahari Energi Gelombang Laut Energi Mikrohidro Energi Air Energi Panas Bumi Energi Gelombang Mikro

BAB 8 ENERGI TRANSFER ELEKTRON

CONTOH APPLIKASI ENERGI TRANSFER ELECTRON ENERGI BERASAL DARI BATEREI

Baterei dalam dalam sistim “ CELL GALVANIK “ ”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 : Logam cadmium dioksidasi 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+

Electroda (konduktor electrik) tempat terjadinya transfer elektron 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.

   Toyota FCHV PEM FC fuel cell vehicle A hydrogen fuel cell public bus accelerating at traffic lights in Perth, Western Australia The world's first certified Fuel Cell Boat (HYDRA), Karl-Heine Kanal in Leipzig, Germany Micro-fuel cell developed by Fraunise ISE for use in applications such as cellular phones

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 2. Ions oksigen terdiffusi sepanjang elektrolit keramik 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 ? 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

Prinsip Kerja Solar cell Operating diode in fourth quadrant generates power

CdTe/CdS Solar Cell 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)