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¿Cómo funciona una pila química?

marzo 17, 2022
¿Cómo funciona una pila química?

Cómo funciona la pila alcalina

Una pila electroquímica produce electricidad con dos metales diferentes en una sustancia química llamada electrolito. Un extremo de la pila está unido a uno de los metales y el otro al otro. Una reacción química entre los metales y el electrolito libera más electrones en un metal que en el otro.

El metal que libera más electrones desarrolla una carga positiva, y el otro metal desarrolla una carga negativa. Si un conductor eléctrico, o cable, conecta un extremo de la pila con el otro, los electrones fluyen a través del cable para equilibrar la carga eléctrica.

Una carga eléctrica es un dispositivo que utiliza la electricidad para realizar un trabajo. Si se coloca una carga eléctrica -como una bombilla incandescente- a lo largo del cable, la electricidad puede realizar un trabajo al fluir por el cable y la bombilla. Los electrones fluyen desde el extremo negativo de la pila a través del cable y la bombilla y vuelven al extremo positivo de la pila.

La electricidad debe tener un camino completo, o circuito eléctrico, antes de que los electrones puedan moverse. El interruptor o botón de encendido y apagado de todos los aparatos eléctricos cierra (enciende) o abre (apaga) un circuito eléctrico en el aparato. Al encender o apagar una luz se abre un circuito y los electrones no pueden fluir a través de la luz. Al encender una luz se cierra un circuito, lo que permite que la electricidad fluya desde un cable eléctrico, a través de la bombilla, y luego a través de otro cable.

Principio de la batería

a) La carcasa de la pila: La idea básica que subyace al sellado de la batería con una carcasa es mantener a salvo el cuerpo de la batería, que es la fuente básica de conversión de energía química en energía eléctrica. Esta carcasa se fabrica en capas creadas a partir de diferentes materias primas y puede incorporar una o dos, por ejemplo, capas de tereftalato de polietileno, una capa de polipropileno y una capa de polímero, o capas de plástico carbonizado.

b) La química de la batería: Para realizar su función básica de generar corriente para alimentar los distintos dispositivos, la batería debe contener varios tipos de base química, que varían según el tipo de batería:

v. Pilas alcalinas reutilizables: El ánodo es un polvo de zinc, mientras que el cátodo está hecho de una mezcla de dióxido de manganeso. La pila recibe su nombre del electrolito de hidróxido de potasio, que es una sustancia soluble.

c) El electrolito de la pila: El electrolito es el medio que permite el flujo de electrones entre los dos electrodos (ánodo y cátodo). El electrolito es una sustancia química conductora compuesta por una sal, una base o un ácido disuelto en un disolvente que forma una solución que se convierte en conductora de la electricidad. Entre los productos químicos que son electrolitos se encuentran: Cloruro de sodio, ácido clórico, ácido nítrico, nitrato de potasio, ácido clorhídrico, nitrato de potasio, ácido sulfúrico, hidróxido de sodio, hidróxido de magnesio y acetato de sodio.

Tecnología de baterías

La descarga toma electricidad de la batería. En las pilas primarias o recargables se producen reacciones electroquímicas y se emiten electrones por estas reacciones. Vamos a explicar cómo se genera la electricidad mediante la reacción electroquímica en la pila.

En la pila existen los electrodos positivo y negativo. El electrodo negativo emite electrones por la reacción de oxidación causada por la unión con el oxígeno. Por otro lado, se produce una reacción de reducción por absorción de electrones en el electrodo positivo. En otras palabras, los electrones sobrantes generados en el electrodo negativo se mueven para compensar los electrones perdidos por la reacción de reducción que se produce en el electrodo positivo.

La reacción redox que se produce en cada electrodo difiere en función del material del electrodo y de la solución electrolítica. Estas reacciones químicas continúan hasta que no hay sustancia necesaria para la reacción. En otras palabras, la batería puede seguir generando electricidad hasta que se descargue por completo.

Por otro lado, la carga consiste en enviar electricidad a las baterías de almacenamiento para su reutilización. En una batería totalmente descargada, las sustancias de la batería mantienen el equilibrio químico sin ninguna reacción electroquímica. Sin embargo, es posible volver al estado anterior a la descarga provocando una reacción química que extrae electricidad del electrodo positivo y da electrones al electrodo negativo.

Cómo funciona una pila aa

Una pila recargable es un tipo de pila eléctrica que se compone de una o varias celdas electroquímicas. Se conoce como pila secundaria porque sus reacciones electroquímicas son eléctricamente reversibles. En otras palabras, una vez agotada la carga almacenada, las reacciones químicas de la pila pueden volver a producirse, a la inversa, para almacenar una nueva carga. La demanda de pilas recargables en Estados Unidos está creciendo el doble de rápido que la de las pilas no recargables, en parte porque las pilas recargables tienen un menor impacto ambiental y un menor coste total de uso que las pilas desechables.

Las aplicaciones de almacenamiento de energía en la red utilizan baterías recargables para la nivelación de carga. La nivelación de la carga implica el almacenamiento de energía eléctrica para su uso durante el período de carga máxima. Al cargar las baterías durante los periodos de baja demanda eléctrica para utilizarlas durante los periodos de alta demanda, la nivelación de carga ayuda a eliminar la necesidad de costosas centrales eléctricas de pico y ayuda a reducir el coste de los generadores durante más horas de funcionamiento.

Como todas las baterías, las recargables constan de un ánodo, un cátodo y un electrolito. Durante la carga, el material del ánodo se oxida, produciendo electrones, y el cátodo se reduce, consumiendo electrones.

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