Simak Pengertian Anoda dan Katoda: Perbedaan, Fungsi, dan Contohnya

Rumahteknologi.com – Pada pertemuan kali ini, admin akan membahas tentang anoda dan katoda. Ada beberapa sub materi dalam pembahasan kali ini diantaranya ada pengertian anoda dan katoda, perbedaan, fungsi dan contoh dari anoda dan katoda.

Anoda dan Katoda dapat disebut sebagai dua istilah yang sering digunakan secara bergantian dengan kutub positif dan negatif dalam energi listrik, khususnya dalam penggunaan baterai. Namun, secara luas dipahami bahwa anoda mendapatkan namanya dari anion (ion bermuatan negatif) dan katoda mendapatkan namanya dari kation (ion bermuatan positif).

Jadi dalam hal ini, ada skenario tertentu yang relevan dengan fakta, karena pada dasarnya muatan positif dan negatif adalah positif atau negatif, dan keduanya menentukan jenis sel. Artinya, setiap elektroda dapat berupa positif atau negatif tergantung pada arah arus yang melalui sel. Elektroda bipolar adalah elektroda yang berfungsi sebagai anoda dari satu sel dan katoda dari sel lain.

Anoda dan  Katoda

Komponen penting sel dalam pengertian elektrokimia yang bersentuhan dengan elektrolit anoda dan katoda dikenal sebagai elektroda. Artinya, konduktor listrik yang digunakan untuk membuat kontak dengan bagian non-logam dari suatu rangkaian, seperti semikonduktor, elektrolit, vakum, atau udara. Lebih khusus lagi, elektroda adalah permukaan di mana reaksi redoks terjadi antara logam dan larutan.

Elektroda, yang kehilangan elektron dan diterima oleh elektrolit, mengalami oksidasi. Namun, dalam kasus sebaliknya, yaitu ketika elektroda memperoleh elektron yang dipancarkan oleh elektrolit, itu berkurang. Elektroda dalam sel elektrokimia disebut anoda atau katoda (sebuah kata yang diciptakan oleh William Whewell atas permintaan Faraday). Anoda dan katoda ditentukan oleh aliran arus. Dalam definisi umum, arus listrik dapat didefinisikan sebagai setiap gerakan muatan listrik. Namun, penting untuk diingat bahwa arah arus bergantung pada arah perjalanan muatan positif, bukan muatan negatif.

Jadi ketika elektron benar-benar bergerak di dalam sel, arus mengalir ke arah yang berlawanan. Itu standarnya. Arah aliran arus sama dengan pembawa muatan positif, seperti ketika ion positif atau proton membawa muatan, tetapi arah aliran arus berlawanan dengan arah pembawa muatan negatif, seperti elektron dalam logam.

Pengertian Anoda

Anoda adalah salah satu jenis elektroda yang dapat berupa positif atau negatif, tergantung pada jenis selnya. Namun, anoda secara khusus didefinisikan sebagai elektroda di mana oksidasi (kehilangan elektron) terjadi.

Bahan anoda harus menunjukkan sifat-sifat berikut:

1. Agen pereduksi yang efisien
2. Output coulombik tinggi
3. Konduktivitas yang baik
4. Stabil
5. Kemudahan fabrikasi
6. Biaya rendah

Pengertian Katoda

Katoda adalah tempat terjadinya reduksi atau perolehan elektron pada anoda atau katoda, sehingga pada suatu alat listrik terpolarisasi yang dilalui arus, semuanya tentunya akan bergantung pada jenis selnya.

Bahan untuk katoda harus menunjukkan karakteristik berikut:

1. Agen pengoksidasi yang efisien.
2. Stabil saat bersentuhan dengan elektrolit
3. Tegangan kerja (working voltage) yang berguna
4. Kemudahan fabrikasi
5. Biaya rendah

Perbedaan Anoda dan Katoda

Setidaknya ada perbedaan utama antara anoda dan katoda.

No	Perbedaan	Anoda	Katoda
1	Hubungan dengan elektroda	Anoda berhubungan dengan elektroda dimana oksidasi (kehilangan elektron) terjadi	Katoda berhubungan dengan elektroda dimana reduksi (penguatan electron) terjadi
3	Sel elektrolitik	Anoda bertindak sebagai terminal positif	Katoda memegang polaritas negatif
3	Sel galvanik	Anoda memegang polaritas negatif	Katoda bertindak sebagai terminal positif

Fungsi Anoda dan Katoda

Adapun kegunaan yang menjadi fungsi dari anoda dan katoda. Antara lain;

Anoda

Anoda bisa dikatakan sebagai elektroda yang bermuatan positif yang berfungsi untuk menarik elektron atau yang dikenal dengan anion. Oleh karena itulah prihal ini anoda sendiri berperan sebagai sumber muatan positif atau sumber penerima elektron.

Katoda

Katoda adalah eletroda yang bermuatan negatif yang berfungsi menarik kation atau muatan positif. Katoda tersebut nantinya akan menjadi sumber dari pendonor electron, sebab katoda merupakan elektroda yang mampu untuk menghasilkan elektron dan menghasilkan arus yang mampu mengalir dari arah katoda ke anoda.

Contoh Anoda

Sedangkan untuk berbagai contoh bahan-bahan anoda khususnya elektroda negatif, diantaranya;

Grafit Karbon

Ion litium berdifusi dalam bidang 2 dimensi di antara lapisan grafena. Setelah penyisipan litium setidaknya jarak antara lapisan grafena lebih besar daripada jarak grafit, yang menghasilkan ekspansi volume kira-kira 10%. Grafit masih menjadi bahan anoda yang paling banyak digunakan sejak aplikasi pertamanya untuk baterai lithium ion komersial oleh SONY pada tahun 1991.

Li₄Ti₅O₁₂ (Litium Titanate)

Litium titanate adalah material anoda dengan struktur tipe spinel dimana ion litium menempati situs tetrahedral dan bergerak dengan cara melompat melalui situs oktahedral intermediet. Perilaku difusi tersebut memberikan jalur difusi 3 dimensi dalam struktur spinel.

Oleh karena itulah bahan penyisipan regangan nol karena fakta bahwa situs oktahedral yang juga untuk penyisipan ion litium cukup besar untuk menampung ion tanpa pemuaian, sehingga struktur kisi mengalami perubahan struktural minimal pada penyisipan dan ekstraksi litium.

Dengan demikian, lithium titanate memiliki kapasitas pemeliharaan yang sangat tinggi karena strukturnya yang tertahan dengan baik (99% pemeliharaan kapasitas bahkan setelah siklus ke-100).

Silicon

Lithum membentuk paduan dengan silikon dalam anoda silikon. Silikon memiliki kapasitas teoritis yang sangat tinggi untuk penyisipan litium, yaitu lebih dari 10 kali lipat kapasitas grafit. Namun, konduktivitas silikon rendah, dan mengalami ekspansi volume yang serius (lebih dari 300%) selama penyisipan litium, yang mengakibatkan peluruhan kapasitas dan kerusakan interfase elektrolit padat.

Tren di industri saat ini adalah menggunakan silikon sebagai tambahan pada anoda grafit untuk meningkatkan kapasitas sambil menjaga reversibilitas. Mobil Model 3 terbaru Tesla, yang baterainya disediakan oleh Panasonic, telah menambahkan sekitar 10% silikon ke anoda grafit. Penyisipan ion litium ke dalam silikon menghasilkan status keteraturan yang berbeda

Contoh Katoda

Sedangkan untuk contoh bahan-bahan katoda, khususnya yang termasuk dalam elektroda positif, diantaranya;

LiFePO₄ (Litium Besi Fosfat)

Ion litium berdifusi dalam saluran 1 dimensi terdiri dari rantai situs oktahedral. Ini adalah bahan katoda yang relatif ekonomis, dengan besi menjadi salah satu unsur paling melimpah di bumi.

LiCoO₂ (Litium Cobalt Oxide)

Ion litium berdifusi dalam bidang 2 dimensi yang dipisahkan oleh lapisan CoO₂. Ini adalah bahan katoda yang paling banyak digunakan dalam elektronik konsumen sejak SONY pertama kali memperkenalkannya pada tahun 1991.

LiMn₂O₄ (Litium Manganese Oxide)

Ion litium berdifusi dalam 3 dimensi di spinel LiMn₂O₄ dengan melompat di antara situs tetrahedral melalui situs oktahedral perantara.