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I generatori elettrochimici 1/3

I generatori elettrochimici

Sappiamo veramente tutto sulle batterie? Dalla pila di Volta alla nuove Nichel-Hydride: una breve panoramica sugli accumulatori di energia più diffusi. Nel grande panorama elettronico, l’impiego dei “generatori elettrochimici” (leggi: pile, batterie e accumulatori) è in costante aumento; la tendenza a ridurre il consumo di corrente dei circuiti integrati utilizzati in tutte le apparecchiature elettroniche ha reso possibili nuove applicazioni, anche innovative: telefoni cellulari, GPS portatili, notebook, eccetera.

Nonostante ciò, agli accumulatori non viene mai prestata la dovuta attenzione e la tecnologia che li ha creati viene data per scontata. Eppure, dal 1800 (anno in cui Alessandro Volta ideò e costruì il primo esemplare di “pila voltaica”) ad oggi molte cose sono cambiate. Vediamo quali innovazioni si sono succedute.

La prima pila realizzata da Volta era composta da un certo numero di coppie di dischi di rame e zinco separati da dischi di panno imbevuti di acqua salata, sovrapposte una all’altra. In seguito, Volta migliorò la sua invenzione realizzando un secondo tipo di pila, denominata “pila di Volta a tazze”. Quest’ultima venne realizzata sostituendo i dischi con degli elettrodi di rame e zinco immersi in una tazza contenente acqua acidulata. Una coppia di dischi, nel primo tipo di pila, o una coppia di elettrodi, nel secondo caso, costituisce la cosiddetta “coppia voltaica”.

Si tratta di un particolare abbinamento tra due conduttori metallici (rame e zinco) e un elettrolito (acqua acidulata). Chiudendo, esternamente alla coppia, il circuito elettrico fra i due elettrodi si ha un passaggio continuo di elettricità dall’uno all’altro.

batterie_al_piombo

Nella pila voltaica, le cariche negative circolano, nel circuito esterno alla pila, dall’elettrodo di zinco (polo negativo) a quello di rame (polo positivo). La forza elettromotrice della pila, ovvero la differenza di potenziale generata, risultava essere di circa 1 volt.

LA PILA A SECCO

Dai numerosissimi esperimenti che seguirono l’invenzione di Volta ebbe origine la cosiddetta “pila a secco”. La classica costituzione di questo particolare tipo di pila prevede l’elettrodo negativo composto da una custodia esterna di zinco e l’elettrodo positivo da una bacchetta di carbone (pila zincocarbone), mentre l’elettrolito è cloruro d’ammonio o di zinco a consistenza pastosa. La tensione normalmente disponibile ai capi di una pila a secco è di circa 1,5 volt. Questa pila non è ricaricabile, cioè le reazioni elettrochimiche che hanno luogo al suo interno durante l’erogazione di corrente non sono reversibili. Sono invece reversibili le reazioni chimiche che avvengono negli accumulatori a liquido sviluppati da Faure nel 1881. L’accumulatore è capace di immagazzinare, sotto forma di energia chimica, l’energia elettrica che gli viene fornita (mediante corrente continua) e di riproporla all’esterno applicando un carico tra gli elettrodi.

batterie_al_piobo-calcio

Un accumulatore reversibile è formato essenzialmente da un liquido conduttore (elettrolita) contenuto in un recipiente nel quale sono immersi gli elettrodi positivi e negativi, separati fra loro da distanziatori. All’applicazione della corrente di carica, tra gli elettrodi e gli ioni liberati per elettrolisi, avvengono delle reazioni chimiche che modificano la composizione degli elettrodi, rendendoli successivamente capaci di erogare energia elettrica. Durante il processo di scarica nell’accumulatore si verificano delle reazioni chimiche che ripristinano la composizione primitiva degli elettrodi in modo da consentire una nuova ricarica.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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