Buah berlistrik??.....
SEL LISTRIK BUAH
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengetahui
prinsip kerja sel listrik dari buah, (2) mengetahui beda potensial yang
dihasilkan oleh sel listrik dari buah lemon, belimbing wuluh dan mangga. Penelitian ini
dilaksanakan dirumah penulis pada tanggal 19 September s.d 3 Oktober 2011. Data
penelitian ini data kuantitatif yang diperoleh melalui percobaan/eksperimen.
Prinsip dasar dari sel listrik berbahan dasar buah ini sama seperti sel volta. Beda
potensial yang dihasilkan sel buah masih relatif kecil. Rata-rata beda
potensial sel belimbing 426 mV, sel lemon 499 mV dan sel mangga 503mV sehingga
ketika dihubungkan secara seri dan dirangkai dengan lampu LED, lampu tidak
menyala. Hal ini disebabkan beda potensial yang dihasilkan terlalu kecil.Untuk
dapat menyalakan LED dibutuhkan minimal
beda potensial sebesar 3 V.
Kata kunci : sel
listrik, beda potensial
1.
PENDAHULUAN
Listrik merupakan suatu kebutuhan
yang sangat vital bagi kehidupan. Dalam
kehidupan sehari-hari dapat kita jumpai berbagai sumber listrik yang berfungsi sebagai sumber tenaga suatu perangkat
elektronik. Sumber energi listrik
dapat dibedakan menjadi dua yaitu sumber tegangan AC dan Sumber tegangan DC.
Sumber tegangan AC berasal dari PLTA, PLTU, PLTN, dan Generator. Sedangkan
sumber tegangan DC berasal dari Sel volta, Baterai, dan Accumulator (Aki)1.
Saat ini, penggunaan sumber tegangan DC semakin meningkat misalnya sebagai
sumber energi listrik pada kalkulator, handphone, laptop, notebook, kamera,
mainan anak, bel rumah, dan multimeter. Untuk memenuhi kebutuhan listrik yang
semakin meningkat perlu adanya sumber energi alternatif. Energi alternatif
merupakan sumber energi yang dihasilkan dari bahan-bahan yang belum pernah
dimanfaatkan secara luas. Saat ini, penelitian mengenai energi alternatif lebih
dititik beratkan kepada energi alternatif yang menggunakan bahan-bahan alami
dan bersumber dari alam dan bersifat ramah lingkungan. Salah satu sumber energi
listrik alternatif yang menghasilkan sumber arus searah (DC) yaitu sel listrik
yang berbahan dasar alami yaitu berasal dari buah.
Beberapa
penelitian menyebutkan bahwa bebrapa jenis buah yang bersifat asam dapat
dijadikan sebagi sumber energi alternatif yang dapat menghasilkan sumber arus
searah. Hasil penelitian Nugrahawati dkk mengungkapkan bahwa buah belimbing wuluh dapat dijadikan sebagai cairan akumulator secara
alami dan ramah lingkungan2. Fitriyah juga mengungkapkan
bahwa Ekstrak buah sebagai
penghasil sumber GGL arus searah dapat dijadikan sebagai media pembelajaran
fisika3.
Hasil percobaan menggunakan beberapa buah
seperti jeruk, kentang, dan salak ternyata mampu menghasilkan listrik walaupun
masih relatif kecil4. Sunarto dalam Kompas.com juga menyebutkan
bahwa belimbing wuluh juga bisa dijadikan sebagi sumber energi alternatif5.
Penelitian lain menyebutkan bahwa baterai kering yang menggunakan
bahan baku kulit pisang memiliki rata-rata voltase 1,2 V dan ketahanan
rata-rata 5 hari 7 jam dan diantara ketiga jenis pisang tidak memberikan
perbedaan performa (voltase dan ketahanan) yang signifikan6.
Dari beberapa penelitian diatas, menunjukkan
bahwa beberapa buah yang bersifat asam dapat dijadikan sebagai sumber GGL arus
searah. Sifat asam pada buah inilah yang dijadikan sebagi larutan elektrolit. Merujuk
dari beberapa penelitian diatas, penulis tertarik untuk meneliti pembuatan sel
listrik dari buah. Penelitian ini
bertujuan untuk (1) mengetahui prinsip kerja sel listri dari buah, (2)
mengetahui beda potensial yang dihasilkan oleh sel listrik dari buah
jeruk,belimbing wuluh dan mangga.
2.
METODE PENELITIAN
2.1
Tempat
dan waktu penelitian
Penelitian
ini dilaksanakan di rumah penulis. Penelitian ini dilaksanakan selama 3 minggu yaitu
pada taggal 19 September s.d 3 Oktober 2011.
2.2
Alat
Dan Bahan
a. Buah
lemon, belimbing wuluh dan mangga masing 3 buah
b. Lampu
LED
c. Kabel
d. Penjepit
buaya
e. Lempengan
tembaga (uang logam)
f. Lempengan
seng
g. Multimeter
2.3
Teknik
pengumpulan data
Mengukur
tegangan (GGL) yang dihasilkan
a.
Menyiapkan rancangan alat yang terdiri dari
multimeter, kabel, tembaga, seng, LED, dan buah.
b. Tekan-tekan buah lemon, belimbing dan mangga sehingga
bagian dalamnya berair, tusukkan lempengan tembaga dan seng ke dalam pada jarak
2 cm.
c. Jepitkan kabel merah (+) dengan lempengan tembagadan
kabel hitam (-) dengan lempengan seng, kemudian hubungkan dengan lampu.
d.
Hubungkan rangkaian tersebut dengan multimeter dan
lampu.
e. Mengamati nyala lampu yang terjadi
f.
Mencatat hasil pembacaan tegangan pada rangkaian
tersebut menggunakan multimeter.
g. Catat hasil pembacaan tegangan padarangkaian tersebut
pada kolom data.
h. Jika nyala lampu belum kelihatan, maka tambah lemon tersebut
agar tegangan yang dihasilkan bertambah besar
i.
Ulangi semua langkah-langkah tersebut untuk buah
belimbing wuluh dan mangga
2.4
Data
Percobaan
a.
Data
masing-masing buah
|
No
|
Jumlah Buah
|
Tegangan (mV)
|
Lampu
|
|
1
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
b.
Dihubungkan
secara seri
|
No
|
Jumlah buah
|
Tegangan (mV)
|
Lampu
|
|
1
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
3.
HASIL DAN
PEMBAHASAN
3.1
Data
hasil percobaan
a.
Buah
Belimbing Wuluh
|
No
|
Jumlah Buah
|
Tegangan (mV)
|
Lampu
|
|
1
|
1
|
423
|
Tidak menyala
|
|
2
|
1
|
439
|
Tidak menyala
|
|
3
|
1
|
415
|
Tidak menyala
|
|
Rata-rata
|
426
|
|
|
b.
Buah
Lemon
|
No
|
Jumlah Buah
|
Tegangan (mV)
|
Lampu
|
|
1
|
1
|
492
|
Tidak menyala
|
|
2
|
1
|
503
|
Tidak menyala
|
|
3
|
1
|
503
|
Tidak menyala
|
|
Rata-rata
|
499
|
|
|
c.
Buah
Mangga
|
No
|
Jumlah Buah
|
Tegangan (mV)
|
Lampu
|
|
1
|
1
|
498
|
Tidak menyala
|
|
2
|
1
|
510
|
Tidak menyala
|
|
3
|
1
|
500
|
Tidak menyala
|
|
Rata-rata
|
503
|
|
|
d.
Dihubungkan
secara seri
|
No
|
Jumlah buah
|
Tegangan (mV)
|
Lampu
|
|
1
|
3 Lemon
|
1499
|
Tidak menyala
|
|
2
|
3 Belimbing
|
1255
|
Tidak menyala
|
|
3
|
3 Mangga
|
1499
|
tidak menyala
|
3.2
Prinsip
kerja sel listrik dari buah
Alessandro Volta (1745–1827) menemukan bahwa pasangan logam
tertentu dapat membangkitkan GGL, gaya gerak listrik ini menyebabkan arus
listrik mengalir dalam suatu rangkaian. Pasangan logam tersebut adalah Cu
(tembaga) dan Zn (seng). Sumber tegangan pertama yang dapat mengalirkan arus
listrik cukup besar adalah elemen Volta. H2SO4 yang
dipakai sebagai elektrolit akan terdisosiasi menjadi H+ dan SO4-2.
Energi yang diperlukan untuk menggerakkan elektron-elektron dari elektroda Zn
ke elektroda Cu dan jumlah energi per satuan muatan yang tersedia dari elemen
Volta dinyatakan dalam satuan volt atau joule per coulomb. Adanya
gelembung-gelembung ini dikarenakan gas hidrogen tidak dapat bersenyawa dengan
Cu, akibatnya menghalangi jalannya aliran listrik sehingga lampu tidak menyala.
Sebagai kutub positif (anoda) dalam elemen Volta adalah Cu sedangkan Zn sebagai
kutub negatif (katoda) dan H2SO4 encer sebagai larutan
elektrolit yang berakibat terdisosiasi menjadi ion 2H+ dan SO4
-2.
Sel listrik adalah perangkat
yang menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia dan akan memberikan
energi listrik tersebut bila diperlukan. Energi listrik ini dilepaskan ketika
sebuah konduktor dihubungkan ke terminal sel. Setiap sel terdiri dari
elektrolit, yaitu larutan yang digunakan pada baterai yang mengandung ion,
elektroda positif dan negatif. Selama tahap pelepasan energi, elektroda negatif
(katoda) bereaksi dengan elektrolit untuk melepaskan elektron dan elektroda
positif (anoda), sehingga listrik dihasilkan (Gambar 3.1). Ketika sel tidak
memiliki tenaga untuk melepaskan listrik, atau dengan kata lain elektrolit
telah bereaksi penuh, maka sel dikatakan mati atau habis.
Gambar 3.1 Sel sederhana
Prinsip dasar dari sel listrik
berbahan dasar buah ini sama seperti sel volta.
Sel listrik berbahan dasar buah ini terdiri dari pelat tembaga (Katoda), seng
(Anoda) dan cairan dari buah lemon, belimbing wuluh dan mangga sebagai larutan
elektrolit. Sel volta
atau sel galvani adalah suatu sel elektrokimia yang terdiri atas dua buah elektrode
(katoda dan anoda) yang dapat menghasilkan energi listrik akibat terjadinya
reaksi redoks secara spontan pada kedua elektroda tersebut7. Sel Elektrokimia adalah sel yang disusun untuk menjadikan suatu reaksi redoks
menghasilkan energi listrik yang selanjutnya diubah menjadi energi kimia atau
sebaliknya8. Susunan dasar
sel volta terdiri dari pelat tembaga sebagai elektoda positif (Katoda), seng sebagai elektroda negatif
(Anoda), dan larutan asam sulfat
encer sebagai elektrolit. Prinsip kerja sel sederhana (volta) ketika kedua
kutub dihubungkan dengan kawat,terjadi reaksi kimia. Seng dari pelat seng
melarut dalam asam, sehingga ion-ion seng positif pergi kedalam larutan dan
mengakibatkan seng menjadi bermuatan negatif. Elektron dari pelat seng bergerak
melalui kawat penghubung menuju pelat tembaga. Pada pelat tembaga ini elektron
dapat ditangkap oleh ion-ion positif hidrogen yang terdapat larutan asam,
sehingga ion hidrogen berubah menjadi gas hidrogen. Jika pelat tembaga dan seng
dihubungkan dengan lampu pijar kecil, lampu pijar akan menyala.
3.3 Beda
potensial (GGL) yang dihasilkan
Rata-rata beda
potensial yang dihasilkan sel listrik belimbing wuluh sebesar 426 mV, sedangkan
sel listrik lemon dan mangga sebesar 499 mV dan 503 mV. Pada percobaan ini, penulis
juga merangcang secara seri 3 buah sel listrik dengan tujuan untuk mendapatkan
beda potensial yang lebih besar. Rata-rata beda potensial yang disusun secara
seri pada buah belimbing wuluh sebesar 1255 mV, lemon sebesar 1496 mV, dan
mangga sebesar 1499 mV. Dari hasil percobaan, ternyata lampu LED yang dirangkai
pada rangkaian tersebut tidak menyala. Hal ini disebabkan beda potensial yang
dihasilkan terlalu kecil. Untuk dapat menyalakan LED dibutuhkan minimal beda potensial sebesar 3 V.
4.
KESIMPULAN
Dari
hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa :
a. Prinsip dasar dari sel listrik
berbahan dasar buah ini sama seperti sel volta.
Sel listrik berbahan dasar buah ini terdiri dari pelat tembaga (Katoda), seng
(Anoda) dan cairan dari buah lemon, belimbing wuluh dan mangga sebagai larutan
elektrolit.
b.
Beda
potensial yang dihasilkan sel buah masiah sangat relatif kecil. Rata-rata beda
potensial sel belimbing 426 mV, sel lemon 499 mV dan sel mangga 503mV sehingga
ketika dihubungkan secara seri dan dirangkai dengan lampu LED, lampu tidak
menyala. Untuk dapat menyalakan LED dibutuhkan minimal beda potensial sebesar 3 V.
5.
Daftar Pustaka
Nugrahawati,
dewi dkk. 2009. Pemanfaatan buah
belimbing wuluh(averrhoa bilimbi) Sebagai cairan akumulator secara alami dan
Ramah lingkungan. Universitas Sebelas Maret
Fitriyah, Ida Lailatul. 2008. Sumber Ggl Arus Searah Dari Ekstrak Buah Sebagai Media Pembelajaran
Fisika. UIN
Sunan Kalijaga
Kanginan, Martin. 2002.IPA FISIKA SMP KELAS 3. Jakarta.
Erlangga
Komentar