La pila elettrica
Siccome al politecnico studio molta chimica, ho pensato di ripercorrere la storia della pila, anche perchè oggi non possiamo farne a meno.
Anno e luogo di realizzazione
1799 - Como
Inventore
Alessandro Volta presenta la sua pila elettrica
a Napoleone (Nicola Cianfanelli - 1841; Museo di Fisica e Scienze Naturali di Firenze).
Alessandro Volta
Funzionamento
La pila voltaica era costituita da una serie di dischi, uno sopra all'altro, di zinco e di argento separati da carta assorbente impregnata di acqua salata.
Collegando un filo elettrico ai due poli (uno di zinco ed uno di argento) si produceva corrente.
Aggiungendo altri strati di metallo alla rudimentale pila, il voltaggio aumentava a seconda dei materiali usati.
La corrente prodotta da questa pila è causata da una reazione chimica dovuta ai differenti materiali usati che hanno una differente capacità di attrazione degli elettroni. Lo zinco (anodo) perde 2 elettroni (-) che passando lungo il filo si trasferiscono al rame (catodo).
Anodo (-) Zn° - 2e -> Zn+2 Ossidazione 1
Catodo (+) Cu+2 + 2e -> Cu° Riduzione 1
Zn° + Cu+2 -> Zn+2 + Cu°
Evoluzione e importanza
Sempre nel XIX secolo un altro tipo di batteria fu inventata e sperimentata, la cosiddetta Daniel Cell. In questo tipo di batteria, a differenza di quella voltaica, si usano soprattutto degli elementi liquidi. Il concetto è piuttosto semplice e consiste nel riempire un piccolo contenitore per metà con solfato di rame e per l'altra metà con solfato di zinco. Nello strato di rame, viene inserito un piattino di rame e in quello di zinco un piattino di zinco. Gli estremi dei due piattini ovviamente rappresentano i due poli della pila.
Le batterie oggi vengono prodotte utilizzando differenti materiali:
- Zinco-carbone - Conosciute anche come batterie al carbone, vengono utilizzate nelle batterie economiche del tipo AA, C e D. GLi elettrodi sono di zinco e carbone con un acido che agisce da elettrolite.
- Alcaline - Le famose pile Duracell o Energizer che usano elettrodi di zinco e manganese-ossido con un elettrolite alkalino.
- Al lithio - Usate soprattutto nelle macchine fotografiche
- Al Piombo - Usate nelle automobili, hanno degli elettrodi di piombo e ossido di piombo con un potentissimo elettrolitico (sono batterie ricaricabili).
- Nickel-cadmio - Hanno gli elettrodi in nickel e cadmio con un elettrolite di idrossido di potassio. Sono batterie ricaricabili ma soffrono del famoso effetto memoria che nel tempo ne diminuisce la durata.
- Nickel-metal - Queste batterie hanno sostituito rapidamente le Nickel-Cadmio. Al contrario di queste non soffrono dell'effetto memoria e sono ricaricabili.
- Ioni di lithio - Molto apprezzate per la loro leggerezza, sono utilizzate molto in ambio informatico nei laptop computers e nei telefoni cellulari. Anche questo tipo di batteria è ricaricabile.
