Jenga

Menggunakan Jenga untuk menjelaskan baterai lithium-ion

Photo by cottonbro from Pexels

Baterai Li-ion isi ulang terdiri dari oksida dan elektroda grafit. Umumnya dibangun dengan bentuk lapisan. Ketika baterai diisi, ion lithium bergerak dari grafit ke elektroda oksida melalui elektrolit. Kolektor saat ini dilapisi elektroda, memungkinkan elektron untuk bergerak melalui sirkuit eksternal untuk memberikan daya.

Dengan menggunakan lapisan balok, anak-anak dapat memahami bagaimana baterai dibangun dan bagaimana komponen yang berbeda berinteraksi satu sama lain. Baterai Jenga dapat menunjukkan operasi baterai dan karakteristik kuncinya. Penambahan, kimia pengisian dan pemakaian baterai jenis ini dapat dengan mudah divisualisasikan.

Dengan menghilangkan beberapa blok kosong dalam elektroda grafit (blok-blok ini mewakili ruang kosong di antara lapisan-lapisan grafit), siswa dapat memindahkan blok Li-ion dari elektroda oksida ke elektroda grafit. Proses kebalikannya akan terjadi ketika pelepasan.

Jenga_batteries_720
© University of Birmingham

Demonstrasi sederhana ini memberikan dasar untuk menjelaskan reaksi kimia dan redoks yang kompleks. Hal-hal penting dan keamanan tingkat pengisian untuk aplikasi yang berbeda dapat juga ditunjukkan, ketika siswa melepas blok ion lithium dari elektroda oksida pada tingkat yang berbeda. Pengisian yang cepat selalu menyebabkan struktur Jenga runtuh.

Permainan blok menara juga dapat menunjukkan bagaimana kinerja baterai berkurang dari penggunaan berkelanjutan dengan menunjukkan bagaimana blok menjadi sedikit tergeser saat blok litium dilepas dan dimasukkan kembali.

Elizabeth Driscoll, peneliti PhD di School of Chemistry, menjelaskan: ‚ÄúDemonstrasi langsung bermanfaat dalam mendukung pembelajaran – guru sering menggunakan lemon atau kentang untuk menjelaskan baterai konvensional yang tidak dapat diisi ulang, misalnya. Tetapi kita tahu bahwa elektrokimia adalah bidang yang rumit untuk guru, seringkali ada kesalahpahaman di antara siswa. Kami ingin merancang kegiatan langsung yang akan membantu mengatasi hal ini dan menjelaskan baterai dapat diisi ulang.”

Dengan menunjukkan set blok menara dengan warna kontras yang kuat dan tekstur yang berbeda, tim juga dapat merancang alat pengajaran yang akan lebih inklusif bagi siswa yang tunanetra atau penglihatan sebagian.

Kegiatan tersebut telah diujicobakan ketika kunjungan sekolah selama setahun terakhir, termasuk: ceramah demonstrasi Top of the Bench Royal Society of Chemistry, dengan umpan balik positif dari guru dan siswa. Serta dibeberapa acara-acara publik di museum, dari ThinkTank science museum di Birmingham ke Manchester Science Museum dan Royal Institution di London.

Tim berharap kedepan kegiatan tersebut dapat diakses secara luas oleh lebih banyak siswa dan memberikan dukungan bagi para pendidik mengenai topik ini. Pendanaan dari Faraday Institution dan Royal Society of Chemistry telah memungkinkan 100 set jenga kecil dipasok ke sekolah menengah Birmingham. Set ruang kelas taktil juga akan diberikan ke layanan New College Worcester dan Bolton Sensory Support. Bagi yang tertarik untuk memproduksi set nya sendiri dapat mengakses instruksi lengkap melalui jurnal akses terbuka di Journal of Chemical Education.

Jurnal Referensi:

E. H. Driscoll, E. C. Hayward, R. Patchett, P. A. Anderson, P. R. Slater. The Building Blocks of Battery Technology: Using Modified Tower Block Game Sets to Explain and Aid the Understanding of Rechargeable Li-Ion BatteriesJournal of Chemical Education, 2020; DOI: 10.1021/acs.jchemed.0c00282

Tautan ke artikel asli: Using Jenga to explain lithium-ion batteries / University of Birmingham

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan translasi menjadi tanggungjawab kami.