Sel Volta “(Galvanik)” : Sel Pengubah Air Asam Tambang (AAT) Sebagai Sumber Energi Listrik Alternatif

Oleh: Husein Alifia Siregar

Batubara sebagai sumber energi telah lama digunakan hingga saat ini dan untuk bertahun-tahun mendatang. Kegiatan pertambangan batubara ini memiliki sisi negatif, dimana dari kegiatan pertambangan ini banyak lahan-lahan yang dieksekusi (ditambang) yang ditinggalkan begitu saja menyebabkan terbentuknya lubang-lubang yang menampung air hujan sehingga terbentuk kolam dengan air yang bersifat asam dan melarutkan logam dari tanah [1]. Salah satu bentuk energi yang sangat penting bagi kehidupan manusia adalah energi listrik. Sejalan meningkatnya kesejahteraan manusia maka kebutuhan energi listrik juga makin meningkat, maka selalu dilakukan berbagai upaya untuk mendapatkan energi listrik melalui proses efisien, efektif dan ekonomi [2]. Berhubungan dengan hal tersebut, dilakukan berbagai upaya untuk mengatasi masalah  lingkungan yang telah terjadi. Disamping itu, seperti yang telah diketahui bahwa air kolam bekas pertambangan mengandung asam sulfat dan ion-ion logam yang terlarut [3], dimana larutan berair dari sejumlah senyawa merupakan konduktor arus listrik yang baik karena senyawa-senyawa ini memiliki ion positif dan negatif[4].

Berdasarkan sel galvanik atau sel volta yang dibuat oleh John Daniell dengan menggunakan batang seng dalam larutan seng sulfat dan batangtembaga dalam larutan tembaga sulfat dihasilkan aruslistrik dengan reaksi redoks (Chang, 2010). Sehingga berdasarkan hal-hal tersebut air asam tambang dapatbertindak sebagai elektrolit yang akan mengubahreaksi kimia menjadi energi listrik. Hal ini dapat dimanfaatkan untuk menjawab kebutuhan akanenergi listrik yang terus meningkat setiap tahunnya. Timur mempunyai cukup banyaklokasi pertambangan batubara, penelitian ini dilakukan untuk menjawab dan memberikan solusi terhadap kebutuhan energi listrik dengan memanfaatkan potensi yang ada di sekitar kita yaitu air asam tambang yang sering dianggap sebagai salah satu sumber masalah lingkungan, dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan oleh banyak orangdan sebagai salah satu sumber untuk penelitian yang lebih lanjut.

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah kabel penghubung, lampu LED 1,5 V, kawat tembaga (Cu), seng (Zn), karbon (C), gelas plastik, pH universal, gunting, gelas kimia dan multimeter. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah air asam tambang yang diambil di danau cermin jalan Jakarta Samarinda. Prosedur penelitian yang dilakukan dengan rangkaian alat sel galvani dan gelas plastik disiapkan sebagai wadah selnya. Kemudian elektroda dimasukkan ke dalam gelas plastik, dimana masing-masing sel terdiri dari 2 elektroda. Setiap sel dihubungkan dengan kabel penghubung (kabel buaya) dan susunan sel tersebut dihubungkan dengan alat multimeter untuk mengukur nilai potensial yang dihasilkan. Elektroda terhadap potensial sel Alat sel galvanik dirangkai yang terdiri dari 2 sel galvanik dengan menggunakan elektroda tembaga (Cu), seng (Zn), karbon (C) yang divariasikan secara pasang-pasangan, yaitu: elektroda C-C (KarbonKarbon), C-Cu (Karbon-Tembaga), C-Zn (KarbonZinc), Cu-Cu (Tembaga-Tembaga), Cu-Zn (Tembaga-Zinc) dan Zn-Zn (Zinc-Zinc), dimana masing-masing sel menggunakan wadah gelas plastic yang berisi 250 mL sampel air asam tambang. Selanjutnya, pasangan elektroda C-Zn dan dipasang lampu LED 1,5 V, dimana masing-masing sel menggunakan wadah gelas plastik yang berisi 250 mL sampel air asam tambang. Selanjutnya diamati potensial sel terukur pada alat multimeter dengan variasi waktu 0 jam, 3 jam, 6 jam, 9 jam, 12 jam dan 15 jam.

Tabel 1. Variasi jumlah sel terhadap potensial sel

Hasil pengujian Energi listrik dapat dihasilkan dari air asam tambang dengan cara menggunakan sistem sel volta (galvani). Sel volta (galvani) merupakan suatu sel yang dapat memberi energi listrik kepada suatu sistem-luar (eksternal). Energi kimia diubah sedikit lebih banyak dengan lengkap menjadi energi listrik, tetapi sebagian dari energy itu terbuang sebagai kalor (panas) [5]. Air asam tambang yang digunakan dalam penelitian ini memiliki pH 3,41. Air asam tambang dapat menghasilkan energi listrik karena air asam tambang termasuk larutan elektrolit, dimana air asam tambang mengandung ion-ion bebas yaitu ion hidrogen (H+) dan ion-ion logam yang terlepas saat proses oksidasi mineral sulfida. Dari hasil yang diperoleh dapat diketahui bahwa elektroda yang digunakan berpengaruh terhadap potensial sel yang dihasilkan. Hal ini terjadi karena setiap elektroda memiliki kemampuan reduksi yang berbeda-beda yang disebut sebagai potensial reduksi.

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa elektroda yang digunakan mempengaruhi potensial sel yang dihasilkan, dimana pasangan elektroda C-Zn menghasilkan nilai potensial sel paling tinggi diantara pasangan elektroda lainnya yaitu sebesar 1,68 V. Kemudian jumlah sel yang digunakan mempengaruhi potensial sel yang dihasilkan, dimana semakin banyak jumlah sel yang digunakan semakin besar nilai potensial sel yang dihasilkan. Potensial sel yang dirangkai seri merupakan penjumlahan dari jumlah sel yang dirangkai. Waktu kerja sel mempengaruhi potensial sel yang dihasilkan, dimana semakin lama sel galvani bekerja maka nilai potensial dari sel tersebut semakin berkurang. Nilai potensial sel dari jam ke-0 hingga jam ke- 15 berkurang dari 1,63 V menjadi 1,56 V. Waktu maksimum untuk menyalakan lampu LED 1,5 V kira-kira selama 26 jam.

Referensi

[1] Notodarmojo, S. 2005. Pencemaran Tanah dan Air Tanah. Bandung: ITB-Press.
[2] Sulasno. 2009. Teknik Konversi Energi Listrik dan Sistem Pengaturan. Yogyakarta: Graha Ilmu.
[3] Fahruddin. 2014. Bioteknologi Lingkungan. Bandung: Alfabeta.
[4] Day, R.A and Underwood, A.L. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga.
[5] Basset, J., Denney, R.C., Jeffery, G.H. and Mendham, J. 1994. Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitaif Anorganik. Jakarta: EGC.

Nilai Artikel Ini
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Warung Sains Teknologi

Warstek Media

Warung Sains Teknologi (Warstek) adalah media SAINS POPULER yang dibuat untuk seluruh masyarakat Indonesia baik kalangan akademisi, masyarakat sipil, atau industri. Sampai saat ini, sains dan teknologi berkesan ekslusif yang hanya ada di laboratorium dan tidak mampu secara langsung berdampak kepada masyarakat. Akibatnya masyarakat, pemerintah dan industri tidak menjadikan sains sebagai sarana mengatasi permasalahan atau membuat kebijakan. Untuk itu, warstek hadir untuk menjawab tantangan tersebut.

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar