Apa reaksi kimia dalam baterai?

Rahsia Kuasa Tersembunyi: Reaksi Kimia di Sebalik Bateri

Bateri, alat kecil yang begitu biasa dalam kehidupan seharian kita, menyimpan rahsia besar di sebalik kuasa yang dihasilkannya. Bukan sekadar sihir teknologi, tetapi satu proses kimia yang kompleks dan menarik. Keupayaan bateri untuk membekalkan tenaga terletak pada tindak balas kimia yang berlaku di antara komponen dalamannya, iaitu elektrod dan elektrolit.

Berbeza dengan persepsi umum, bateri bukannya menjana elektrik, sebaliknya ia menyimpannya dalam bentuk tenaga kimia yang kemudiannya dibebaskan sebagai tenaga elektrik melalui reaksi redoks (pengurangan dan pengoksidaan). Proses ini melibatkan pertukaran elektron antara dua bahan logam yang berbeza, yang dikenali sebagai anod (elektrod negatif) dan katod (elektrod positif), di dalam medium pengalir elektrik yang dikenali sebagai elektrolit.

Bayangkan dua logam, katakanlah zink dan kuprum, direndam dalam larutan elektrolit, seperti asid sulfurik. Zink, yang lebih reaktif daripada kuprum, cenderung melepaskan elektron dengan lebih mudah. Dalam proses ini, atom zink (Zn) mengalami pengoksidaan, kehilangan elektron dan membentuk ion zink (Zn²⁺). Elektron-elektron yang dilepaskan ini akan mengalir melalui litar luar (misalnya, mentol yang disambungkan kepada bateri) menuju ke kuprum.

Di katod (kuprum), ion hidrogen (H⁺) daripada elektrolit menerima elektron yang datang dari anod. Proses ini dikenali sebagai pengurangan, di mana ion hidrogen berubah menjadi gas hidrogen (H₂). Pergerakan elektron daripada anod ke katod melalui litar luar inilah yang menghasilkan aliran elektrik yang kita gunakan untuk menyalakan mentol, mengecas telefon, atau menggerakkan peranti lain.

Jenis reaksi dan kecekapannya berbeza mengikut jenis bateri. Bateri alkali, contohnya, menggunakan zink sebagai anod dan mangan dioksida sebagai katod. Bateri lithium-ion pula menggunakan lithium sebagai anod dan pelbagai bahan seperti kobalt oksida sebagai katod. Setiap jenis bateri mempunyai elektrolit dan reaksi redoks yang khusus, menentukan kapasiti dan voltan yang dihasilkan.

Kesimpulannya, kuasa bateri bukan sesuatu yang ajaib, tetapi hasil daripada interaksi kimia yang teratur antara logam-logam yang berlainan dalam persekitaran elektrolit. Memahami reaksi kimia ini membolehkan kita menghargai teknologi bateri yang telah merevolusikan dunia moden dan membuka jalan kepada penyelidikan dan pembangunan bateri yang lebih efisien dan mampan pada masa hadapan.