Elektroda karbon dapat menghantarkan listrik dengan baik. Secara sifat kimia pun rentan degradasi. Secara sumber daya berlimpah sehingga mudah diproduksi
Untuk menghantarkan listrik membutuhkan bahan atau material dengan konduktivitas yang baik. Salah satunya adalah menggunakan elektroda karbon.
Penggunaan karbon sebagai elektroda karena memiliki luas permukaan spesifik yang tinggi, harga terjangkau, dan bagus dalam mengalirkan listrik. Dalam artikel ini akan membahas tentang elektroda karbon dan penggunaannya.
Apa itu Elektroda Karbon?
Elektroda karbon adalah semi-logam yang dapat menghantarkan listrik dengan baik sehingga mampu menjadi konduktor dalam kondisi tertentu. Secara sifat kimia juga kurang rentan terhadap efek degradasi dari berbagai reaksi elektrokimia, inert dan lebih murah dibandingkan dengan logam golongan platina atau emas.
Elektroda karbon biasanya digunakan dalam bentuk grafit. Untuk menghasilkan bahan yang konduktif, dibutuhkan jumlah elektron yang bergerak dalam struktur elemen. Harganya pun relatif murah, stabil pada suhu tinggi, serta tahan lama.
Keunggulan Elektroda Karbon
Material ini memiliki kelebihan dalam hal konduktivitas karena dapat menghantarkan listrik dengan sangat baik. Namun, keunggulan elektroda karbon tidak hanya itu saja.
Anda dapat menemukan keunggulan elektroda karbon lainnya sebagai berikut.
Sumber dayanya melimpah
Mudah diproduksi
Memiliki struktur berpori hierarki
Memiliki stabilitas termal dan kimia yang tinggi
Memiliki konduktivitas elektrik yang baik
Memiliki suhu kerja dengan jangkauan luas
Sifat karbon sendiri bisa ditingkatkan melalui doping untuk mengatasi keterbatasan kapasitansi spesifik yang rendah. Namun, butuh tinjauan komprehensif bahan elektroda karbon untuk melakukan metode doping.
Aplikasi dari Elektroda Karbon
Secara umum, elektroda karbon digunakan dalam elektrolisis karena kemampuan konduktivitasnya serta dapat mentransfer jumlah elektron bebas.
Selain menjadi konduktor yang efisien, karbon juga memiliki titik leleh yang tinggi yaitu 3500 derajat Celcius.
Dengan demikian, elektroda karbon dapat digunakan untuk memfasilitasi berbagai reaksi yang berbeda, sebagai berikut:
1. Sel Elektrokimia
Elektroda karbon digunakan sebagai elektroda dalam sel elektrokimia, seperti sel baterai dan sel bahan bakar. Fungsinya untuk mentransfer elektron dalam reaksi redoks (reduksi oksidasi).
Untuk menghasilkan arus listrik dari elektronika dibutuhkan material dengan daya hantar listrik tinggi. Elektroda karbon dipilih karena dapat memberikan reaksi redoks dari penghantaran arus listrik.
2. Baterai
Elektroda karbon digunakan sebagai elektroda dalam baterai, seperti baterai lithium-ion dan baterai nikel-metal hidrida. Biaya yang relatif murah membuat elektroda karbon digunakan dalam pembuatan baterai.
Di dalam elektrokimia terdapat bahan grafis yang memiliki struktur kristalin. Grafis sendiri adalah bentuk alami karbon dengan konduktivitas listrik yang tinggi. Kelebihan dari material ini adalah memiliki luas permukaan spesifik yang tinggi.
3. Kondensator
Elektroda karbon digunakan sebagai elektroda dalam kondensator, seperti super kapasitor dan kondensator elektrolit. Kondensator atau kapasitor adalah alat untuk menyimpan muatan energi listrik.
Kondensator super kapasitor memiliki kapasitansi yang sangat tinggi. Kegunaan elektroda karbon diperuntukan sebagai elektroda positif dan negatif dalam kondensator superkapasitor.
Kondensator film memiliki kapasitansi yang lebih tinggi dari kondensator elektrolit. Dan walaupun kapasitasnya rendah, kondensator elektrolisis paling umum digunakan dalam industri.
4. Sensor
Sensor merupakan perangkat untuk mendeteksi dan mengukur fenomena yang terjadi di lingkungan, seperti gejala perubahan energi. Elektroda karbon digunakan dalam sensor, seperti sensor gas dan sensor ion.
Sensor gas menggunakan elektroda karbon untuk mendeteksi gas tertentu. Dengan dilapisi bahan yang dapat bereaksi dengan gas tersebut, ketika bersentuhan akan terjadi reaksi kimia yang menghasilkan arus listrik.
Sesuai namanya, sensor ion dipakai untuk mendeteksi ion. Saat ion bersentuhan dengan elektroda karbon akan menghasilkan arus listrik. Kemudian akan diukur untuk mengetahui konsentrasi ion.
5. Elektrolisis
Elektrolisis merupakan peristiwa penguraian senyawa tertentu apabila dilewatkan muatan listrik melalui larutan elektrolit atau zat cair. Salah satunya adalah dilewatkan dengan elektroda karbon.
Penggunaannya dapat ditemukan dalam proses pembuatan logam hingga pemurnian logam. Keberadaan elektroda karbon dimanfaatkan untuk menghasilkan arus listrik untuk menjalankan proses elektrolisis.
Ketika terdapat dua elektroda dalam larutan elektrolisis. Reaksi setiap elektroda akan berbeda-beda. Ketika senyawa yang akan dielektrolisis ada dalam larutan dengan arus listrik yang melewatinya, unsur penyusun senyawa menjadi terionisasi.
Ion muatan positif, akan tertarik ke elektroda negatif, dimana akan menerima elektron. Ion muatan negatif akan tertarik menuju ion positif untuk melepaskan elektron.
Alat Laboratorium yang Menggunakan Elektroda Karbon
1. Pencampuran dan Pengadukan
a. Pengaduk Magnetik
Pengaduk magnetik adalah alat untuk mengaduk maupun mencampurkan larutan. Cara kerjanya kenjanga adalah nanti terdapat stir bar yang berputar di dalam wadah larutan. Proses pencampuran larutan memakai pengaduk magnetik memiliki viskositas rendah supaya larutan menjadi homogen.
b. Pencampur Vortex
Pencampur vortex adalah alat untuk mencampurkan larutan yang ada pada tabung reaksi. Alat ini, digunakan untuk memproses homogenisasi, dimana homogenisasi proses pencampuran cairan supaya tercampur rata oleh motor listrik yang terpasang vertikal.
2. Pengukur
a. Voltameter
Voltmeter merupakan alat untuk mengukur aliran listrik yang dilalui berdasarkan pengaruh penguraian air maupun senyawa kimia yang berperan sebagai elektrolit. Alat ini digunakan untuk menembang unsur yang diendapkan pada katoda selama waktu tertentu.
b. Spektroskopi
Spektroskopi (seperti FTIR dan UV-Vis) adalah alat untuk merekam spektrum yang digunakan dalam kimia fisik dan analisis untuk mengidentifikasi substansi lewat spektrum yang terserap. Setiap jenis atom akan terserap, terpantul, atau memancarkan radiasi elektromagnetik untuk mengidentifikasi komposisi sampel.
c. Mikroskop Elektron
Mikroskop elektron adalah alat yang menggunakan elektro bean untuk mengamati struktur permukaan padatan. Dengan alat ni, Anda dapat mengamati material bubuk, bulk, sampai struktur dalam skala nanometer.
3. Peralatan
a. Mesin Press
Mesin press adalah mesin untuk menghasilkan lembaran metal dan juga membengkokkan lebaran logam dengan sudut tertentu. Ada tiga bagian mesin press yaitu frame, ram dan bed.
b. Oven Laboratorium
Oven khusus laboratorium digunakan untuk melakukan proses sterilisasi, pemanasan, sampai mengeringkan benda kerja. Alat ini banyak digunakan pada laboratorium farmasi, fisika, hingga kimia.
c. Difraktometer Sinar X
Alat ini dapat Anda gunakan untuk menentukan posisi atom dalam molekul dan padatan. Ketika sinar mengenai material, sinar tersebut akan terpancar ke segala arah oleh awan elektron, yang kemudian jarak tersebut memberikan informasi tambahan pada ikatan dalam molekul tersebut.
Dapatkan Elektroda Karbon Berkualitas di AMI Scientific!
Elektroda karbon adalah material yang mampu menghantarkan listrik dengan baik, tahan suhu tinggi, dan harganya terjangkau. Penggunaannya banyak diterapkan pada alat ukur seperti spektroskopi sampai dengan alat mesin press.
Ami Scientific menyediakan beragam alat laboratorium yang menggunakan elektroda karbon. Cukup klik tautan ini untuk mendapatkan elektroda karbon terbaik!.
コメント