Come funzionano le batterie
Molto accade all’interno di una batteria quando la si inserisce nella torcia, nel telecomando o in un altro dispositivo senza fili. Mentre i processi con cui producono elettricità differiscono leggermente da batteria a batteria, l’idea di base rimane la stessa.
Quando un carico completa il circuito tra i due terminali, la batteria produce elettricità attraverso una serie di reazioni elettromagnetiche tra anodo, catodo ed elettrolita. L’anodo sperimenta una reazione di ossidazione in cui due o più ioni (atomi o molecole elettricamente caricati) dall’elettrolita si combinano con l’anodo, producendo un composto e rilasciando uno o più elettroni. Allo stesso tempo, il catodo passa attraverso una reazione di riduzione in cui la sostanza catodica, gli ioni e gli elettroni liberi si combinano anche per formare composti. Mentre questa azione può sembrare complicata, in realtà è molto semplice: la reazione nell’anodo crea elettroni e la reazione nel catodo li assorbe. Il prodotto netto è l’elettricità. La batteria continuerà a produrre elettricità fino a quando uno o entrambi gli elettrodi esauriranno la sostanza necessaria per le reazioni.
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Le batterie moderne utilizzano una varietà di sostanze chimiche per alimentare le loro reazioni.
- Batteria zinco-carbonio: La chimica zinco-carbonio è comune in molte batterie a secco AAA, AA, C e D poco costose. L’anodo è zinco, il catodo è biossido di manganese e l’elettrolita è cloruro di ammonio o cloruro di zinco.
- Batteria alcalina: Questa chimica è anche comune nelle batterie a secco AA, C e D. Il catodo è composto da una miscela di biossido di manganese, mentre l’anodo è una polvere di zinco. Prende il nome dall’elettrolita di idrossido di potassio, che è una sostanza alcalina.
- Batteria agli ioni di litio (ricaricabile): la chimica del litio viene spesso utilizzata in dispositivi ad alte prestazioni, come telefoni cellulari, fotocamere digitali e persino auto elettriche. Una varietà di sostanze sono utilizzate nelle batterie al litio, ma una combinazione comune è un catodo di ossido di cobalto al litio e un anodo di carbonio.
- Batteria al piombo (ricaricabile): Questa è la chimica utilizzata in una tipica batteria per auto. Gli elettrodi sono solitamente fatti di biossido di piombo e piombo metallico, mentre l’elettrolita è una soluzione di acido solforico.
Il modo migliore per capire queste reazioni è vederle di persona. Vai alla pagina successiva per alcuni esperimenti pratici sulla batteria.