Pengertian Anoda dan Katoda, Perbedaan, Fungsi, dan 6 Contohnya

Anoda dan katoda bisa dikatakan sebagai dua istilah yang seringkali dipergunakan secara bergantian dengan positif dan negatif pada energi listrik khususnya penggunaan baterai. Meskipun demikian yang dipahami secara luas bahwa anoda mendapatkan namanya dari anion (ion bermuatan negatif) dan katoda mendapatkan namanya dari kation (ion bermuatan positif).

Sehingga prihal ini ada serangkaian skenario tertentu terkait dengan ketidak benaran, karena pada dasarnya anoda maupun katoda bisa bermuatan positif atau negatif, yang keduanya menjadi penentu adalah jenis selnya. Atau dengan kata lain, setiap elektroda dapat menjadi anoda atau katoda tergantung pada arah arus yang melalui sel. Elektroda bipolar merupakan elektroda yang berfungsi sebagai anoda satu sel dan katoda sel lain.

Anoda dan Katoda

Komponen penting dari sel dalam arti elektrokimia yang melakukan kontak dengan elektrolit dalam anoda dan katoda dikenal sebagai elektroda, yaitu konduktor listrik yang digunakan untuk melakukan kontak dengan bagian non logam dari suatu rangkaian (misalnya semikonduktor, elektrolit, vakum atau udara). Lebih khusus lagi, kita dapat mengatakan bahwa elektroda dianggap sebagai permukaan tempat reaksi redoks terjadi antara logam dan larutan.

Elektroda yang kehilangan elektron dan diterima oleh elektrolit mengalami oksidasi. Namun, ketika terjadi sebaliknya yaitu ketika elektroda memperoleh elektron yang dilepaskan oleh elektrolit mengalami reduksi. Elektroda dalam sel elektrokimia disebut sebagai anoda atau katoda (kata-kata yang diciptakan oleh William Whewell atas permintaan Faraday). Anoda dan katoda ditentukan oleh aliran arus. Dalam definisi umum, arus bisa diartikan sebagai setiap pergerakan muatan listrik. Akan tetapi, harus kita ingat ketentuan bahwa arah arus adalah sesuai dengan kemana muatan positif akan bergerak, bukan muatan negatif.

Jadi, jika elektron benar-benar bergerak di dalam sel, arus mengalir ke arah yang berlawanan. Itulah standarnya. Arah aliran arus yaitu sama dengan pembawa muatan positif, seperti saat ion positif atau proton membawa muatan, tapi arah aliran arus akan berlawanan dengan pembawa muatan negatif, seperti elektron dalam logam.

Pengertian Anoda

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

Bahan-bahan untuk 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 penguatan elektron yang secara polaritas positif atau negatifnya sehingga dalam perangkat listrik terpolarisasi tempat arus mengalir keluar, semua itu tentusaja tergantung pada jenis selnya.

Adapun untuk bahan-bahan untuk katoda harus menunjukkan sifat-sifat 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 terdapat perbedaan utama antara anoda dan katoda, antara lain;

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;

1. 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.

2. 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;

1. 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.

2. 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).

3. 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;

1. 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.

2. 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.

3. LiMn₂O₄ (Litium Manganese Oxide)

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

Nah, itulah saja artikel yang bisa dibagikan pada semua pembaca berkenaan dengan pengertian anoda dan katoda, sifat bahan, perbedaan, fungsi, dan contohnya. Semoga bisa memberikan wawasan bagi kalian semuanya yang sedang membutuhkannya.