Introducción

La primera pila eléctrica fue dada a conocer por alessandro volta en 1800 mediante una carta que envió al presidente de la royal society.se trataba de una serie de pares de discos de cinc y de cobre ,separados unos de otros por trozos de cartón o de fieltro, que median unos 3 cm. de diámetro.El invento consistía una novedad absoluta y gozo de un éxito inmediato y muy merecido, ya que inicio la era eléctrica en que actualmente vivimos ,al permitir el estudio experimental preciso de la electricidad, superando las enormes limitaciones que presentaban para ello los generadores electroestáticos, que son los únicos que existían hasta el momento, Otra configuración también utilizada y descrita por volta para el aparato estaba formada por una serie de vasos con liquido ,en lo que se sumergían las tiras de los metales, conectando externamente un metal con otro.

Inmediatamente empezaron a hacerse por toda Europa y América innumerables pruebas con diversos líquidos, metales y configuraciones, tratando de mejorar las características del aparato original cosa que pocas veces se consiguió, pero que origino una infinidad de distintos tipos de pilas, de los cuales no ha quedado memoria mas que de los más notables.

¿Qué es una Pila eléctrica?

Una pila Eléctrica es un, mecanismo que convierte la energía química en eléctrica. Todas las pilas consisten en un electrolito (que puede ser líquido, sólido o en pasta), un electrodo positivo y un electrodo negativo. El electrolito es un conductor iónico; uno de los electrodos produce electrones y el otro electrodo los recibe. Al conectar los electrodos al aparato que hay que alimentar, llamado carga, se produce una corriente eléctrica.

Se encuentran también unas pilas solares, estas producen electricidad por un proceso de conversión fotoeléctricas pilas solares tienen una vida muy larga y se utilizan sobre todo en los aviones como fuente de electricidad para el equipo de a bordo.

¿Quién inventó las pilas?

El inventor de las pila se llama Alessandro volta o Conde Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta, físico y pionero en los estudios de la electricidad, nació en Como, Lombardía, Italia, el 18 de febrero de 1745, en el seno de una familia de nobles. Desde muy temprano se interesó en la física y a pesar del deseo de su familia de que estudiara una carrera jurídica, él se las ingenió para

estudiar ciencias. En 1780 Luigi Galvani, científico y profesor de anatomía de la Universidad de Bolonia, en Italia, descubrió que al conectar dos metales diferentes en el muslo de una rana, se generaba una pequeña corriente eléctrica que se podía medir. Cuando en 1791 se publicaron los resultados de sus experimentos para obtener "electricidad animal", Volta se propuso encontrar otras alternativas que le permitieran obtener electricidad sin utilizar tejido animal. A partir de 1794 comenzó a experimentar con diferentes tipos de metales en sustitución de los tejidos orgánicos y en 1800 descubrió que colocando dos metales diferentes, de forma separada, dentro de un vaso conteniendo salmuera (agua y sal), se generaba igualmente electricidad.Algo tan usual y cotidiano hoy día en nuestras vidas, a Volta le supuso casi diez años de trabajo.En el descubrimiento de la pila, este físico italiano se apoyó en las teorías de Galvani. Este invento era el primer generador eléctrico que producía un flujo constante de corriente.

Función:

linterna y con ello se cierra el circuito entre el entre el polo positivo (+) y el polo negativo (-). Posteriormente se produce una reacción química dentro de la pila y como consecuencia, aparece una corriente eléctrica entre ambos polos. Esta corriente eléctrica es la que se utiliza para hacer funcionar nuestra linterna.Por ejemplo, si tenemos una linterna que utiliza una pila, ponemos ésta dentro de la

Tipos De Pilas:

Pilas Alcalinas: No pueden reciclarse pero deben ir a un vertedero especial.

Pilas de litio: Producen tres veces más energía que las pilas alcalinas.

Pilas de cinc-aire: Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros diminutos en su superficie.

Pilas de dióxido de litio-sulfuro: Este tipo de pila ha sido extensivamente usado en los sistemas de energía de emergencia de muchos aviones entre otros usos.

Pilas botón alcalino de manganeso: Las mismas características que las estándar del mismo tipo.

Pilas de monofluoruro de litio-carbono: Estas han sido una de las pilas de litios más comercialmente exitosas, de larga vida, alta densidad energética.

Pilas Botón Pilas botón de mercurio: Son llamadas así, las pilas de tamaño reducido, de forma chata y redonda. Estas Son muy contaminantes y pueden reciclarse para recuperar el mercurio.

Pilas botón de litio y dióxido de manganeso: Tienen de 2 a 4 veces más potencia que las alcalinas de manganeso.

Pilas de Níquel-Cadmio: Son pilas recargables. Son muy dañinas para el medio ambiente.

Pilas de óxido mercúrico: son las más tóxicas, contienen un 30 % aprox. de mercurio.

Pilas de óxido de plata: Son de tamaño pequeño, usualmente de tipo botón. Contienen 1 % de mercurio aproximadamente por lo que tienen efectos tóxicos sobre el ambiente.

¿De qué están hechas las pilas?

Las pilas normales están hechas de bióxido de magnesio y glicerina  con esto se hace una pasta que recubre una barra de carbón, de retorta, que constituye uno de los electrodos y estos elementos se introduce en una caja cilíndrica de cinc, siendo esta el, polo negativo, y el carbón, central es el polo positivo y sola se cargan, al producirse la acción química entre el 

Consecuencias

El peligro que producen las pilas que se desechan es uno de los temas prioritarios en la agenda de los ecologistas.Ya que la pila es un elemento que contiene diferentes metales en su composición como mercurio, magnesio, níquel y cinc.

Cada tipo de pilas tiene al menos dos metales presentes, como metales puros y como óxidos.La exposición a estos químicos puede provocar cáncer.

El peligro de los metales es:

Cadmio: agente causante de enfermedades respiratorias y su presencia afecta a los sistemas nervioso y cardiovascular. Es además un posible

compuesto cancerígeno. En la naturaleza se concentra en la vegetación y los crustáceos, entre otros.

Mercurio: se va acumulando en los órganos del cuerpo humano, actuando como agente inhibidor de la actividad enzimática y también puede provocar malformaciones fetales. Además, es tóxico para las aves y fauna salvaje y es responsable de lesiones en las plantas.

Plomo: a medida que se va acumulando, puede provocar lesiones al sistema nervioso y genera posibles efectos adversos en las funciones digestivas, reproductivas y neurológicas.

El Cinc: Metal no está considerado como tóxico pero sí algunos de sus compuestos como el óxido y el sulfuro.Se observó que en la superficie del acero galvanizado se forman con el tiempo "bigotes de cinc" que pueden liberarse al ambiente provocando cortocircuitos y fallos en componentes electrónicos. El problema causado por estos bigotes se ha agudizado con el paso del tiempo por haberse construido las salas de ordenadores y equipos informáticos sobre suelos elevados para facilitar el cableado en las que era común el uso de acero galvanizado, tanto en la estructura portante como en la parte posterior de las baldosas. 

¿Cómo podemos reciclar y reutilizar las Pilas?

Las pilas convencionales son sometidas a un proceso mecánico con diferentes etapas de trituración bajo condiciones de refrigeración con nitrógeno. Las pilas trituradas se introducen en un destilador que se calienta hasta la temperatura adecuada para su posterior condensación.

Las pilas botón son sometidas a un proceso de tratamiento para la recuperación de mercurio también mediante destilación.

El proceso de reciclaje empieza por deshacernos de las pilas usadas usando los contenedores de recogida selectiva que existen. Si realizamos una recogida selectiva, las pilas usadas se llevan a una planta de reciclaje de pilas, donde el mercurio se separa de otros metales y el resto de materiales que constituyen las pilas usadas pueden ser recuperados.

Experimento de ¿cómo hacer una pila casera con limones?

Materiales:

Un reloj sin pilas 4 cables de electricidad 3 o 4 limones/de preferencia grandes 4 laminas de metal o 4 clavos gruesos

¿Sabías que? Las propiedades del limón, no sólo ayudan a nuestro organismo, debido que puede servir para otras cosas e incluso realizar experimentos caseros puede ser una gran opción. Cómo se sabe, el limón tiene una serie de cítricos y por lo mismo, se pueden determinar cómo ácido y esto deriva que se puedan hacer experimentos caseros que nunca pudiste imaginar.

Procedimiento:

Antes de empezar se necesitara la supervisión de un adulto ya que debemos de cortar las puntas de los cables con un cuchillo, después colocamos el cable dentro de las laminas , cuando estén listas, se deben de colocar en cada limón .Para esto los limones debemos de tenerlos partidos .Ahora que se encuentren dentro del limón

Conforme terminamos de analizar y todo se encuentra en orden, es entonces que las puntas restantes de nuestro cable, se conectaran (si es posible) o simplemente se colocaran en la zona donde se pone la batería o pila del reloj.  Inmediatamente nos aparecerá funcionando nuestro reloj, si es que todos los pasos se hicieron de manera correcta.

Hay que resaltar que la energía de los limones puede terminara de manera inmediata, sin embargo, todo depende el tamaño de la fruta/verdura que estemos usando en ese momento. Este es uno de los conceptos básicos de cómo los autos eléctricos fueron creados, cómo se sabe este tipo de energía es natural y no afecta al medio ambiente ni la naturaleza.

Esta imagen muestra de cómo debe de quedar el experimento ya armado

Conclusión

En este experimento queremos dar a conocer, maneras en que puedes hacer para que funcione un reloj mediante electricidad, a veces los científicos recurren a este tipo de energía para realizar experimentos de todo tipo, porque no solamente siempre va estar la pila ,para que funcionen las cosas, pero si ahí muchas maneras de hacer funcionar las cosas con electricidad , quizá a veces sea muy difícil pero así contaminamos un poco menos al ambiente ya que cuando, se gastan pilas,directamente van al bote de basura donde se transmite los elementos químicos que trae la pila, por ejemplo el cinc, el mercurio etc. Así que por eso si utilizamos pilas debemos de reciclarlas en muchas cosas más, o depositarlas en otro bote, ya que así habrá menos enfermedades.

Web grafía

Consultadoel14/01/2013:http://www.terra.es/personal/lermon/cat/articles/evin0349.htm

Consultadoel14/01/2013:http://www.slideshare.net/emilem1/los-tipos-de-pilas-2607898

Consultadoel14/01/2013:http://iesenriqueflorez.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/Tipos_de_Pilas.pdf

Consultadoel14/01/2013:http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_(electricidad)#Historia

Consultadoel14/01/2013:http://www.xn--experimentosparanios-l7b.org/hacer-una-pila-casera-con-limones/

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos95/historia-pilas/historia-pilas.shtml#ixzz3IWf0wwe4Una pila, ni más ni menos una reacción química graduada, lista para entrar en acción. Está diseñado para ser descargada a través de un circuito externo, es simplemente una reacción redox en lo cual los electrones circulan por afuera, y van desde un electrodo a otro . En esos electrodos se producen las reacciones. Así que están presentes todos los elementos de una reacción electroquímica: occidente (en el cátodo) reductor (en el ánodo ) electrolito (en toda la pila) y electrodos.

TIPOS DE PILA

Los distintos tipos de pilas en uso son los siguientes:zinc carbón: Son las pilas comunes, las llamadas secas, estas se fabrican desde principio de siglo. Se conocen también como pilas salinas o de leclanché. Estas constan de 5 unidades principales: las mezcla despolarizada, la pasta gelatinosa, el elemento de carbono, la capa de sinc y elemento sellado. Estas pilas contienen muy poco mercurio (aproximadamente 0,01%) o directamente no contienen. En este saco se comercializan con designación que hacen referencia a éstas características como “verdes”, “ecológicas”, “green”.Pilas alcalinas: Son de larga duración o larga vida. Casi todas viven blindadas, sirven para aparatos complejos, de alto consumo. Contienen el 0,04% de mercurio (175 mil litros contaminan más de lo que bebe una persona en toda su vida). El electrodo positivo o ánodo está formado por sinc dividido, mientras que el cátodo contiene dióxido de magneto. Electrolito es un alcal, de donde viene el nombre de pilas alcalinas.Pilas en miniaturas o pilas botón: Son chatas, redondas y de tamaños reducidos, como botones. La industria electrónica requiere de ella, dad vez más. Se utilizan para audífonos, percapaso, aparatos médicos, relojes y calculadoras. Entre ellas se puede encontrar.Pilas botón de mercurio: pueden identificarse con la sigla MR. Garantizan energía por largo tiempo, contienen un 30% de mercurio. Puede contaminar 600 mil litros de agua.Pilas botón de sinc-aire: Se las distingue por tener gran cantidad de agujeros

diminutos en su superficie, fue concebida a principios de los 70´ como alternativa a las pilas botón de mercurio como ofrece mejores prestaciones y mayor capacidad, pero cuenta con una importante limitación como que para funcionar debe estar en contacto con el aire, por lo que sus aplicaciones son registradas. En el campo de la medicina, éstas pilas ocupan prótesis mecánicas. Contamina 12 mil litros de agua.Pilas botón litio: Son las más grandes tipo botón. Producen tensiones altas de 3 rilteos. Sirven para calculadoras y relojes.Pilas botón de oxido de plata: Son diminutas y se distinguen por la sigla SR se las encuentra muy poco en los comercios ya que por su alto precio no constituyen una alternativa económica, contienen 1% de mercurio.Pilas de nicad níquel y cadmio: Recientemente se ha empleado con mayor frecuencia un nuevo tipo de pila seca- Nicad que puede ser recargada, por lo tanto tiene una vida útil mucho más prolongada que las pilas secas comunes(leclanché) - Se emplean en calculadoras, pulseras, relojes y equipos fotográficos. El ánodo es de cadmio y cátodo de óxido de níquel.

Pilas Salinas:Son las primeras que aparecieron y ya las usaban nuestros abuelos. Tienen menos duración y potencia pero su contenido tóxico es muy bajo.Podemos tirarlas a la basura sin remordimiento.

Pilas Verdes:Los fabricantes están comenzando a sacar al mercado un nuevo tipo de pilas, conocidas como verdes, ecológicas o biopilas. La ventaja de esta novedad es que apenas contienen mercurio, así que no dan problemas de contaminación y podemos echarlas al cubo de la basura.Aunque pueden ser una alternativa interesante, no deben constituir una excepción sino la regla general.

HISTORIA DE LAS PILAS

Alrededor de los años 1800, Alessandro Volta (de quien obtenemos el nombre de la unidad de medición de la diferencia de potencial: voltios) profesor de filosofía natural en la universidad de Pavia, construyó el primer aparato conocido que generó corriente continua. Lo que hizo fue poner dos pequeños discos del tamaño de una moneda pequeña, uno de plata y el otro de zinc en un recipiente, separados por un material esponjoso como el cuero. Todo este conjunto estaba sumergido en agua salada o en otra solución alcalina. A este conjunto le podemos llamar una pila. Volta después de dio cuenta de que si ponía estas pilas una seguida de otra, unidas por tiras de metal se lograba que el voltaje final fuera mayor.En 1813, Sir Humphrey Davy conecto una batería gigante en el sótano de la Sociedad Real Británica. Esta batería estaba hecha de 2,000 pares de platinas y tenía el tamaño de mas o menos 100 m2 . Con esta batería realizó muchos experimentos que permitieron un más profundo conocimiento de la naturaleza de la electricidad.Michael Faraday estaba utilizando pilas voltaicas para realizar estudios en electricidad y magnetismo. Descubrió que enviando corriente por un conductor, un campo magnético se inducía en un conductor paralelo (el inicio del electromagnetismo). Continuando con sus estudios y experimentos Faraday descubrió en 1831 que un magneto en movimiento podía generar electricidad en un conductor cercano. De esta manera se dio nacimiento al dinamo.

Poco a poco los científicos fueron mejorando la idea original de la batería de Volta y en 1860 George Leclanche de Francia desarrollo la primera batería utilizada ampliamente (la célula de zinc carbón) El ánodo era de zinc y una aleación de mercurio y el cátodo era un compuesto de dióxido de magnesio y un poco de carbón . Ambos: ánodo y cátodo fueron sumergidos en una solución de cloruro de amonio, que actuaba como electrolito. El sistema fue llamado: "la célula mojada".Aunque la idea de Leclache era barata fue desplazada en 1880 por la célula secaEn el año 1920 un joven científico, Samuel Ruben y un también joven empresario llamado Philip Rogers Mallory se conocieron cuando Ruben visitó la fabrica de Mallory buscando un equipo que necesitaba para un experimento. Juntos vieron el futuro en sus proyectos y unieron la inventiva de uno con el poder de manufactura del otro. Esta unión que se mantuvo hasta la muerte de Mallory en 1975 fue la base de la empresa que todos conocen: Duracell International.Las invenciones de Samuel Rubens revolucionaron la tecnología de las baterías. El creo la célula de mercurio que era mucho mas eficiente que la que se utilizaba antes de zinc carbón. Este invento fue especialmente útil en la segunda guerra mundial.En el año 1950 Samuel Ruben mejoró la batería alcalina de magnesio haciéndola más resistente, compacta y de una gran duración.La empresa Kodak introdujo cámaras con flash incorporado y necesitaba este tipo de pilas pero en el tamaño AAA. La empresa Mallory las creó.La demanda en el mercado fotográfico era muy grande y fue este el motivo de la creación de la empresa Duracell en el año 1964.

Las Pilas y sus problemas

Existen tres problemas importantes como resultado directo de su utilización:

1. El despilfarro económico que su uso implica:La corriente eléctrica generada por las pilas es 450 veces más cara que la de red; un Kw/h de la red cuesta al consumidor 11 pts, mientras que la misma energía en pilas cuesta 5.000 ptas. (Boletín de la Organización de Consumidores y Usuarios (OCU) n1 82, Junio del 87: Pilas y Pelas).

2. Inutilización de aparatos debido a su supuración:Una pila abandonada en un aparato que no usamos, corre peligro de derramar las sustancias químicas de su interior, con lo que el aparato que las contiene puede deteriorarse seriamente. Aunque se ha desarrollado el blindaje de las pilas para evitar este problema, lo cierto es que su eficacia no es absoluta y su aplicación no está universalmente extendida.

3. Eliminación cuando se agotan:Este es el principal problema a resolver. Cuando las pilas se agotan, suelen ser transportadas en la bolsa de basura a vertederos no específicamente preparados, donde son abandonadas o incineradas. Es decir, en los vertederos ocurre precisamente aquello que prohíben las instrucciones de los envoltorios.Si se acumulan en los vertederos, con el paso del tiempo, las pilas pierden la carcasa y se vierte su contenido, compuesto principalmente por metales pesados como el Mercurio y el Cadmio. Estos metales, infiltrados desde el vertedero, acabarán contaminando las aguas subterráneas y con ello se introducirán en las cadenas

alimentarias naturales, de las que se nutre el hombre.Si se incineran, las emanaciones resultantes darán lugar a elementos tóxicos volátiles, las plantas industriales que asumen este cometido y los vertederos controlados que las almacenan no están exentos de peligro, pues se ha demostrado repetidamente a través de la historia, que estas instalaciones no garantizan la neutralización de las substancias tóxicas.La fauna piscícola, tanto marina como fluvial, que es la que mejor refleja el grado de contaminación por mercurio en una determinada zona del planeta. El mercurio se fija y acumula en sus tejidos sin perjudicar sus órganos vitales, por lo que, más que afectados son portadores, pero una vez ingerido el pez por animales de sangre caliente, por ejemplo el hombre, el mercurio se libera de su fijación y recupera toda su toxicidad.El mercurio se acumula sobre todo en la médula ósea y en el cerebro, dañando a medio y largo plazo los tejidos cerebrales y el sistema nervioso central.Visto todo esto ¿cuál es la medida más efectiva y urgente que se puede aplicar? Sin duda la fabricación de pilas sin sustancias tóxicas. Pero para esto es necesario luchar contra intereses económicos y generar además una conciencia social, por lo que la tarea se presenta complicada.

Reconocimiento de las pilas

Para saber cómo hay que tratar a una pila es necesario aprender a reconocerla, ya que los fabricantes todavía no han empezado a marcarlas claramente con un símbolo que nos permita distinguirlas inmediatamente. Si es tóxica, es decir, si se ha fabricado con mercurio o cadmio, no debemos arrojarla a la basura.Entonces, ¿qué debemos hacer con ellas?... Es una de las preguntas a las que vamos a intentar dar respuesta.

¿Qué hacer con las Pilas?

El primer problema que se plantea es la diversidad de tipos y modelos de pilas existentes en el mercado, que básicamente son las siguientes:

1. Pilas Botón:Aunque ha de varios tipos las más frecuentes son las pilas botón de mercurio, que son las que contienen más mercurio por unidad.Para que te hagas idea, uno solo de esos pequeños botones podría contaminar 600.000 litros de agua, una cantidad mayor que la que bebe una familia de 4 miembros durante toda su vida.Las pilas botón de litio, en cambio, no contienen ni mercurio ni cadmio, o sea que son una alternativa interesante para evitar el consumo de los botones de mercurio.Las pilas botón pueden reciclarse y recuperar así productos (mercurio entro otros) que serán útiles otra vez.

2. Pilas alcalinas:Este tipo de pila ofrece duración y potencia, pero a costa de utilizar mercurio.Aunque el contenido tóxico por unidad es menor que en las pilas botón, es suficiente para contaminar 175.000 litros de agua, más de la que bebe una persona

durante toda su vida. Además, el volumen de ventas de las pilas alcalinas supera con mucho el de las pilas botón y sigue creciendo...Aunque no existe técnica de reciclado de estas pilas, está claro que no pueden echarse a la basura y que deben ir a vertederos especiales donde pueda realizarse su eliminación controlada. De todos modos, la solución, a la larga, es la sustitución del mercurio por productos no peligrosos, como ya se hace en otros países europeos. Mientras tanto, nosotros debemos utilizar otras menos problemáticas, como las salinas o las pilas verdes.

3. Acumuladores Níquel-Cadmio:Este tipo de pilas, que a lo mejor no conoces porque es menos frecuente tiene la característica de que pueden recargarse después de gastada, así que, bien utilizada, puede durar años.Sin embargo, también son peligrosas, aunque no contienen mercurio. En este caso, es el cadmio el metal tóxico que emplean.Así que, ¡nada de tirarlas a la basura! Además, en algunos países ya se recicla.

Soluciones efectivas para el tema de las Pilas

- NO ADQUIRIR aparatos que NO sean IMPRESCINDIBLES o funcionen exclusivamente con pilas.

- Que tal si dejamos de comprar a los niños juguetes y chismes a pilas y alimentamos su CREATIVIDAD mediante juegos y juguetes menos sofisticados y más baratos.

- Conectar los aparatos a la RED siempre que sea posible, en lugar de emplear energía enlatada. Vale la pena utilizar pequeños adaptadores eléctricos, sencillos, baratos y ajustables a cualquier voltaje, capaces de transformar la corriente alterna en continua.

- En el caso de las calculadoras de bolsillo, son recomendables las que se cargan con LUZ SOLAR.Si no tenemos más remedio que usar pilas, se deben tener en cuenta las siguientes posibilidades:

- Utilizar las inofensivas pilas salinas o NORMALES (cinc-carbón), y las llamadas VERDES (libres de mercurio), en sustitución de las alcalinas.- Evitar las pilas botón de MERCURIO y utilizar las de litio.

- Aprovechar las pilas RECARGABLES de níquel-cadmio. Son más caras, contaminan al igual que las de mercurio y se necesita un cargador, pero tienen la ventaja de poder reutilizarse más de 500 veces, lo que supone un importante ahorro económico y una significativa disminución del vertido de pilas al medio ambiente.

- ALMACENAR en casa o en el trabajo las pilas alcalinas, recargables y de botón que hayan acabado su utilidad y esperar la oportunidad de depositarlas en lugar seguro.En este proyecto veremos cómo está hecha la pila eléctrica y sus funciones , también los diferentes tipos de pilas , para que fueron inventadas y un experimento de cómo fue inventada la pila eléctrica y una breve historia de la vida del inventor.

Qué es la pila eléctrica

Una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodos y el otro es el polo positivo o cátodo

Tipos de pilas que existenExisten la pilas recargables como las pilas níquel-cadmio o las de sulfato de plomo-óxido de plomo-plomo que se utilizan en las baterías de los automóviles y son llamadas como baterías de plomo. También están la pilas de hidrógeno o pilas combustible que se utilizan para generar electricidad en automotores eléctricos (autobuses y automóviles eléctricos) con la gran ventaja de que no contaminan.

.Las más comunes son las ácidas, que se usan en coches y equipos electrónicos portátiles.Las alcalinas son más caras, pero acumulan más energía.Las de mercurio pueden ser muy pequeñas, y se usan en relojes y equipos electrónicos de bolsillo.Las solares, más costosas aun, tienen poca potencia, pero se cargan con el sol.Las atómicas son las de mayor eficiencia, pero requieren cuidados especiales con los residuos.Las de hidrógeno operan por reacción química, y quizá se utilicen en los coches del futuro.

Función de la pila eléctricaLas pilas básicamente consisten en dos electrodos metálicos sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrolito es un conductor de iones.Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los electrodos (el ánodo) se producen electrones (oxidación), y en el otro (cátodo,) se produce un defecto de electrones (reducción). Cuando los electrones sobrantes del ánodo pasan al cátodo a través de un conductor externo a la pila se produce una corriente eléctrica.Como puede verse, en el fondo, se trata de una reacción de oxidación y otra de reducción que se producen simultáneamente.

Historia de la pilaLa primera pila eléctrica fue la llamada pila voltaica, que fue dada a conocer por Volta en 1800 mediante una carta que envió al presidente de la Royal Society londinense. Se trataba de una serie de pares de discos (apilados) de cinc y de cobre (o también de plata), separados unos de otros por trozos de cartón o de fieltro impregnados de agua o de salmuera, que medían unos 3 cm de diámetro. Cuando se fijó una unidad de medida para la diferencia de potencial, el voltio (precisamente en honor de Volta) se pudo saber que cada uno de esos elementos suministraba una tensión de 0,75 V aproximadamente, pero ninguno de estos conceptos se conocía entonces. Su apilamiento conectados en serie permitía aumentar la tensión a voluntad, otro descubrimiento de Volta.

El invento constituía una novedad absoluta y gozó de un éxito inmediato y muy merecido, ya que inició la era eléctrica en que actualmente vivimos, al permitir el estudio experimental preciso de la electricidad, superando las enormes limitaciones que presentaban para ello los generadores electrostáticos, que son los únicos que existían hasta el momento. Otra configuración también utilizada y descrita por Volta para el aparato estaba formada por una serie de vasos con líquido (unos junto a otros, en batería), en los que se sumergían las tiras de los metales, conectando externamente un metal con otro Hacia fines del siglo XVIII no se conocía prácticamente nada acerca de la electricidad. Uno de los escasos campos posibles de estudio era el de la electricidad animal, que atraía con mucho interés. Consistía en hacer pasar corrientes eléctricas a través de tejidos animales, por lo general patas de rana. Un científico italiano, Galvani, había conectado una varilla de cobre al nervio de una pata de rana y una varilla de otro metal (hierro) al músculo. Cuando se ponían en contacto los extremos de ambos trozos de metal, el músculo se contraía del mismo modo que cuando se le hacía pasar una descarga eléctrica. Galvani pensaba que, de alguna manera misteriosa, la contracción del músculo generaba electricidad Volta, en cambio, se dio cuenta de que nervio y músculo no estaban sino respondiendo a un shock eléctrico. Lo realmente importante era que dos metales distintos habían entrado en contacto por un extremo, mientras que por el otro estaban separados por una solución conductora (el fluido débilmente electrolítico de la pata de la rana) . El tejido animal no era necesario en absoluto. En 1799, el sabio fabricó la primera célula electrolítica simple, sumergiendo varillas de cobre y cinc en salmuera y uniéndolas. Por el circuito que las vinculaba circulaba una corriente eléctrica, más grande y de duración mucho mayor que ninguna conocida hasta entonces. Podían obtenerse mayores presiones eléctricas (voltajes) conectando en serie las células electrolíticas. Esta idea condujo a la pila voltaica (Pila de Volta) que se componía de discos de cobre y cinc, formando un par, separados de otro par por discos de franela embebidos en salmuera o ácido

Inventor de la pila eléctrica

Alessandro Volta fue un físico italiano, famoso principalmente por haber desarrollado la pila, nació en Como, Lombardía, Italia. Hijo de una madre procedente de la nobleza y de un padre de la alta burguesía, recibió una educación básica y media de características humanista, pero al llegar a la enseñanza superior optó por una formación científica. En el año 1774, es nombrado profesor de física de la Escuela Real de Como. Entre los años 1776 y 1778 se dedica a la química y descubre y aísla el gas de metano. Un año más tarde, en 1779, es nombrado profesor titular de la cátedra de física experimental en la Universidad de Pavia. El 20 de marzo de 1800 comunicó su invento de la pila a la Royal London Society. Un año más tarde, el físico efectuó ante Napoleón una nueva demostración. Impresionado, el emperador francés nombró a Volta conde y senador del reino de Lombardía. El emperador de Austria, por su parte, lo designó director de la facultad de Filosofía de la Universidad de Padua en 1815.

Causas y consecuenciasLos metales y productos químicos constituyentes de las pilas pueden resultar perjudiciales para el medio ambiente, produciendo contaminación química. Es muy importante no tirarlas a la basura (en algunos países no está permitido), sino llevarlas a centros de reciclado. En algunos países, la mayoría de los proveedores y tiendas especializadas también se hacen cargo de las pilas gastadas. Una vez que la envoltura metálica que recubre las pilas se daña, las sustancias químicas que contienen se ven liberadas al medio ambiente causando contaminación. Con mayor o menor grado, las sustancias son absorbidas por la tierra pudiéndose filtrar hacia los mantos acuíferos y de éstos pueden pasar directamente a los seres vivos, entrando con esto en la cadena alimenticia.Estudios especializados indican que una micro pila de mercurio, puede llegar a contaminar 600.000 litros de agua, una de zinc-aire 12.000 litros y una de óxido de plata 14.000 litros.Las pilas son residuos peligrosos por lo que desde el momento en que se empiezan a reunir, deben ser manejadas por personal capacitado que siga las precauciones adecuadas empleando todos los procedimientos técnicos y legales del manejo de residuos peligrosos.

ExperimentoIntroducciónEste proyecto tiene como propósito ilustrar lo sencillo que es una batería utilizando limones, produciendo energía, dándole luminosidad a un LED.Una batería es un dispositivo electro químico el cual almacena energía en forma química. Cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica. Todas las baterías son similar en su construcción y están compuestas por un numero de celdas electro químicas. Cada una de estas celdas está compuesta de un electrodo positivo y otro negativo además de un separador.Una vez construido todo el circuito con su respectiva batería con limones se procederá a aplicar la ley de ohm para los cálculos donde se establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuaciónLa pila de limón

Las propiedades del limón, no sólo ayudan a nuestro organismo, debido que puede servir para otras cosas e incluso realizar experimentos caseros puede ser una gran opción. Cómo se sabe, el limón tiene una serie de cítricos y por lo mismo, se pueden determinar cómo ácidos y esto deriva que se puedan hacer experimentos caseros que nunca pudiste imaginar. Esta vez, traemos un experimento donde podremos tener un reloj de batería funcionando con la energía que provienen de los limones.

Las frutas y verduras que son cítricas; se convierten en una opción de obtener energía de manera natural y aunque muchos no lo crean, muchos científicos recurren a este tipo de energía para realizar experimentos. Incluso hay vídeos de experimentos caseros donde personas cargan su iPod con un limón. Por eso mismo, para empezar a hacer este tipo de experimentos caseros interesantes, traemos lo siguiente:

Materiales: Un reloj sin pilas. 3 limones de preferencia grandes. 4 láminas de metal o 4 clavos gruesos. 4 cables de electricidad.

ProcedimientoAntes de empezar, se necesitara la ayuda de un adulto para pelar las puntas de los cables con un cuchillo o cúter.  Una vez esto, deberemos a colocarlos dentro de las láminas y ahora que están listas, se tendrán que colocar en cada limón, es decir que nuestro limones será necesario que estén partidos y se agreguen dentro de los limones.Ahora que se encuentran dentro del limón y se encuentran fijos los cables para evitar que este no sirva y se tenga que repetir el proceso, se deberá verificar.Conforme terminamos de analizar y todo se encuentra en orden, es entonces que las puntas restantes de nuestro cable, se conectaran (si es posible) o simplemente se colocaran en la zona donde se pone la batería o pila del reloj.  Inmediatamente nos aparecerá funcionando nuestro reloj, si es que todos los pasos se hicieron de manera correcta.Hay que resaltar que la energía de los limones puede terminar de manera inmediata, sin embargo, todo depende el tamaño de la fruta/verdura que estemos usando en ese momento. Este es uno de los conceptos básicos de cómo los autos eléctricos fueron creados, cómo se sabe este tipo de energía es natural y no afecta al medio ambiente ni la naturaleza.

ConclusiónEl experimento fue un éxito y todo salió muy bien y gracias a eso pudimos saber un poco más de cómo se inventó la pila y de que está hecha 

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos95/historia-pila-electrica/historia-pila-electrica.shtml#ixzz3IWfOMY7d

Historia de la pila

Ilustraciones del propio Volta de su Corona de elementos y su pila voltaica, las primeras baterías de celdas

electroquímicas conectadas en serie.1

La historia de la pila refleja el desarrollo histórico de las diferentes celdas electroquímicas empleadas para obtener una corriente eléctrica a partir de la energía

química contenida en unas sustancias químicas que sufren una reacción de oxidación-reducción.

En este caso, el nombre de pila se refiere de modo genérico a todos los dispositivos que generan una corriente continua a partir de una reacción química, aunque existen diferencias entre ellos: celdas voltaicas (primarias y secundarias), pilas eléctricas, acumuladores, baterías ypilas de combustible. Para ver dichas diferencias, consultar el artículo sobre generadores electroquímicos.

Índice

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1 La batería de Bagdad de la antigüedad

2 1800 - La pila voltaica

3 1836 - La pila Daniell

4 1844 - La pila de Grove

5 1859 - La pila de plomo-ácido: la primera batería recargable.

6 1860 - La celda de gravedad

7 1866 - La pila Leclanché

8 1887 - La pila de zinc-carbono: la primera celda seca

9 1899 - La batería de níquel-cadmio

10 1903 - La batería de níquel-hierro

11 1955 - La batería alcalina común

12 Pila de mercurio

13 Pila de óxido de plata

14 Años 1970 - La pila de níquel e hidrógeno

15 Fines de 1980 - El acumulador de níquel metal hidruro

16 Años 1970 - Pila de litio

17 Años 1990 - Acumulador de ion litio

18 Pila de zinc-aire

19 Véase también

20 Enlaces externos

21 Notas y referencias

La batería de Bagdad de la antigüedad[editar]

Ilustración de la supuesta batería de Bagdad.

Véase también: Batería de bagdad

Aproximadamente en 1936, los arqueólogos descubrieron en una aldea cercana a Bagdad, un conjunto de vasijas de terracota cada una de las cuales contenía un rollo de lámina de cobre que albergaba una varilla de hierro. Algunos científicos especulan que estos artilugios podrían ser antiguas celdas galvánicas (alrededor de 2.000 años de antigüedad, aunque el cálculo de la edad sigue siendo debatido), a los que se les denomina la "Batería de Bagdad". Se cree que un ácido común de los alimentos, como el jugo de limón o vinagre, sirvió como un electrolito, sin embargo parece ser que dichos recipientes nunca contuvieron en su interior ningún electrolito (sin el cual no pudieron haber funcionado como baterías). Las réplicas modernas han producido con éxito corrientes eléctricas, dando crédito a esta hipótesis. Si la muestra fue de hecho una batería, pudo haber sido usada para galvanoplastia (sin embargo, para depositar 10 gramos de oro o plata con la intensidad generada por una de dichas pilas se habrían necesitado casi 6 días de funcionamiento continuo, por lo que es muy improbable), para producir leves descargas eléctricas como fuente de experiencia religiosa, o simplemente utilizada para almacenar rollos antiguos.2

1800 - La pila voltaica[editar]

La pila de Volta de zinc-cobre.

En 1780, Luigi Galvani estaba diseccionando una rana, sujeta con un gancho de metal. Cuando tocó la pata de la rana con su bisturí de hierro, la pierna se encogió como si el animal aún estuviese vivo. Galvani creía que la energía que había impulsado la contracción muscular observada venía de la misma pierna, y la llamó "electricidad animal".

Sin embargo, Alessandro Volta, un amigo y colega científico, no estaba de acuerdo, creyendo que este fenómeno estaba causado realmente por la unión o contacto entre dos metales diferentes que estaban unidos por una conexión húmeda. El propio Volta verificó experimentalmente esta hipótesis, y la publicó en 1791. Fue perfeccionada hasta que, en 1800, Volta inventó la primera batería o generador electroquímico capaz de producir una corriente eléctrica mantenida en el tiempo, y por ello fue conocida como pila voltaica. La pila voltaica consiste de pares de discos de cobre y zinc apilados uno encima del otro (de ahí el nombre de pila) , separados por una capa de tela o de cartón impregnado ensalmuera (este

era el electrolito). A diferencia de la botella de Leyden, la pila voltaica producía una corriente continua y estable, y perdía poca carga con el tiempo cuando no se la utiliza, aunque sus primeros modelos no podían producir una tensión lo suficientemente fuerte como para producir chispas.3 Experimentó con diversos metales y encontró que el zinc y la plata le dio los mejores resultados.

Volta creía que la corriente se producía como resultado de la unión entre dos materiales diferentes, con sólo tocarse uno al otro (esta teoría científica obsoleta fue conocida como la tensión de contacto), y no como resultado de reacciones químicas (sin embargo, véase efecto termoeléctrico). En consecuencia, consideró que la corrosión que sufrían las planchas de zinc podía ser un defecto relacionado que tal vez podría corregirse de alguna manera con el cambio de materiales. Sin embargo, ningún científico había conseguido evitar esta corrosión. De hecho, se observó que la corrosión era más rápido cuando se producía más corriente. Esto sugirió que la corrosión era realmente parte integrante de la capacidad de la la batería para producir una corriente. Esto, en parte, llevó al rechazo de la teoría de la tensión de contacto en favor de la teoría electroquímica. En las ilustraciones de Volta de su pila de corona y la pila voltaica (primera figura de arriba), aparecen discos de metal extra, ahora sabemos que innecesarios, en la parte superior y en la inferior. La figura que aparece en esta sección, de la pila voltaica de zinc-cobre, tiene el diseño moderno, una indicación de que "la tensión de contacto" no es la fuente o causa de la fuerza electromotriz de la pila voltaica.

La pila de artesa, que era básicamente una pila voltaica, establecida para prevenir la fuga de electrolitos.

Los modelos de pila originales de Volta tienen algunos fallos técnicos, como fugas del electrólito y cortocircuitos provocados debido al peso de los discos que comprimen los paños empapados en la salmuera. El inglés William Cruickshank resolvió este problema mediante la fijación de los elementos en una caja en lugar de amontonarlos en una pila. Esto fue conocido como la batería de artesa.4 El propio Volta diseñó una variante que consiste en una cadena de vasos llenos de una solución de sal, unidos por arcos metálicos sumergidos en el líquido. Esto fue conocido como la Corona de Copas o pila de corona. Estos arcos estaban hechos de dos metales diferentes (por ejemplo, zinc y cobre), soldados entre sí. Este modelo también demostró ser más eficiente que las pilas originales,5 aunque no fue tan popular.

Otro problema de las pilas de Volta era su corta duración (una hora en el mejor de los casos), lo cual estaba causado por dos fenómenos. El primero era que la corriente producía la electrolisis de la disolución de electrólitos, lo que originaba una película de burbujas de hidrógeno que se formaban en el electrodo de cobre, que aumentaba constantemente la resistencia interna de la batería (Este efecto, llamado polarización, es contrarrestado en las células modernas con medidas adicionales). El otro era un fenómeno llamado de acción local, por el cual se formaban minúsculos cortocircuitos en torno a las impurezas del cinc, causando su degradación. Este último problema fue resuelto en 1835 por William Sturgeon, quien descubrió que mezclando algo de mercurio con el zinc se eliminaba este inconveniente.6

A pesar de sus defectos, las pilas de Volta proporcionaban una corriente más permanente que las jarras o botellas de Leyden, e hizo posible muchos experimentos y descubrimientos nuevos, como la electrolisis del agua, realizada por primera vez por Anthony Carlisle y William Nicholson (químico).

Ilustración de una celda Daniell, hacia 1860.

1836 - La pila Daniell[editar]

Representación esquemática de la célula original Daniell.

Un químico británico llamado John Frederic Daniell buscó una manera de eliminar el problema de las burbujas de hidrógeno que aparecen en la pila voltaica, y su solución fue utilizar un segundo electrolito para consumir el hidrógeno producido por el primero. En 1836, inventó la pila Daniell, que consistía en una vasija de cobre llena de una disolución de sulfato de cobre, en el que se sumerge un recipiente de barro sin esmaltar lleno de ácido sulfúrico y un electrodo de zinc. La barrera de barro era porosa, lo que permitía a los iones pasar a través suya, pero impedía la mezcla de las dos disoluciones. Sin esta barrera, cuando no había corriente se comprobó que los iones de cobre (II) se derivaban hacia el ánodo de zinc y sufrían la reducción sin producir una corriente, destruyendo la vida de la batería.7

Con el tiempo, la acumulación de cobre podría bloquear los poros de la barrera de barro y acortar la vida de la batería. Sin embargo, la celda de Daniell proporcionan una corriente mayor y más fiable que la pila voltaica, debido al depósito de cobre electrolítico en el cátodo (un conductor) en lugar de hidrógeno (un aislante). También era más segura y menos corrosiva. Tenía una tensión de funcionamiento de alrededor de 1,1 voltios. Fue ampliamente utilizada en las redes de telégrafo, hasta que fue suplantada por la pila Leclanché a finales de la década de 1860.6

1844 - La pila de Grove[editar]

Pila de Grove.

La pila de Grove fue inventada por William Robert Grove en 1844 y es una modificación de la pila Daniell. Consistía en un ánodo de zincsumergido en ácido sulfúrico y un cátodo de platino sumergido en ácido nítrico, separados por barro poroso. La pila de Grove proporcionaba una corriente elevada y un voltaje casi dos veces superior al de la pila Daniell, por lo que fue la favorita de las redes telegráficas de América durante un tiempo. Sin embargo, se desprendían vapores tóxicos de dióxido de nitrógeno (NO2) cuando estaba en operación.6 La tensión también se reducía considerablemente cuando la carga disminuía, lo que llegó a ser una responsabilidad cuando las redes telegráficas se hicieron más complejas.

1859 - La pila de plomo-ácido: la primera batería recargable.[editar]

Ilustración del siglo XIX de una pila de plomo-ácido de Planté.

Hasta este punto, todas las baterías existentes debían ser vaciadas de forma permanente cuando se agotaban los reactivos y finalizaban todas sus reacciones químicas. En

1859, Gaston Planté inventó la batería de plomo-ácido, el primer acumulador, o sea, la primera batería que puede recargarse (en realidad, regenerar las sustancias químicas gastadas) haciendo pasar una corriente en sentido inverso a través de ella. Unabatería de plomo-ácido se compone de un ánodo de plomo y un cátodo de dióxido de plomo sumergidos en ácido sulfúrico. Ambos electrodos reaccionan con el ácido para producir sulfato de plomo (II), pero la reacción en el ánodo de plomo libera electrones mientras que la reacción en el óxido de plomo los capta, lo que produce una corriente. Estas reacciones químicas pueden ser revertidas mediante la aplicación de una corriente en sentido inverso, lo que permite recargarla, al igual que se de debe hacer antes de su primer uso.

El primer diseño de Planté consistía en dos placas de plomo separadas por bandas de goma y enrolladas en espiral.8 Sus baterías se utilizaron por primera vez para alimentar la luz en los vagones del tren mientras se detenía en una estación. En 1881, Camille Alphonse Faure inventó una versión mejorada que consistía en una celosía o rejilla de plomo en la que se apelmazó una pasta de dióxido de plomo, formando una placa. Varias planchas podían apilarse para obtener un mayor rendimiento. Este diseño fue más fácil de producir en masa.

En comparación con otras baterías, el diseño de Planté era más bien pesado y voluminoso para la cantidad de energía que podría almacenar. Sin embargo, podría producir picos de corriente muy grandes. También tenía una resistencia interna muy baja, por lo que una misma batería puede usarse para alimentar múltiples circuitos.6

La batería de plomo aún se utiliza hoy en los automóviles y otras aplicaciones donde el peso no es un factor importante. El principio básico no ha cambiado desde 1859, aunque en la década de 1970 se desarrolló una variante que utiliza un electrolito en forma de gel en lugar de un líquido (comúnmente conocido como la batería de gel), permitiendo que la batería pueda ser utilizada en diferentes posiciones sin fallos o fugas.

Hoy en día las celdas electroquímicas se clasifican como "primarias" si producen una corriente sólo hasta que los reactivos químicos se han agotado, y "secundarias", si las reacciones químicas puede ser revertidas mediante la recarga de la célula. La batería de plomo-ácido fue, por tanto, la primera batería o celda secundaria.

1860 - La celda de gravedad[editar]

Ilustración de 1919 de unacelda de gravedad.

Esta variante particular de la pila Daniell, también es conocida como celda de pata de gallo debido a la forma distintiva de uno de sus electrodos.

En algún momento durante la década de 1860, un francés con el nombre de Callaud inventó una variante de la pila Daniell llamada celda de gravedad.6 Esta versión más simple prescindió

de la barrera porosa. Esto redujo la resistencia interna del sistema y por lo tanto la batería produjo una corriente más intensa. Rápidamente se convirtió en la batería de elección para las redes telegráficas americanas y británicas, y se utilizó hasta la década de 1950.9 En la industria del telégrafo, esta batería se montaba a menudo in situ por los propios trabajadores de telégrafos, y cuando ésta se agotaba, era renovada mediante la sustitución de los componentes consumidos.10

Ilustración de 1913 de una batería formada por 4 elementos o celdas de Callaud.

La celda de gravedad consistía de un frasco de vidrio, con un cátodo de cobre asentado en la parte inferior y un ánodo de zinc (con forma parecida a una pata de gallo), colgado por debajo del borde. Se esparcían cristales de sulfato de cobre (II) junto al cátodo, y el frasco se llenaba con agua destilada. Cuando la corriente circulaba, se formaba una capa de disolución de sulfato de zinc en la parte superior junto al ánodo. Esta capa superior se mantenía separada de la capa de sulfato de cobre del fondo por su menor densidad y por la polaridad de la célula.

La capa de sulfato de zinc era clara en contraste con el color azul profundo de la capa de sulfato de cobre, que permitía a un técnico comprobar la duración de la pila a simple vista. Por otra parte, esta configuración significaba que la batería sólo se podía utilizar en un sitio fijo, de lo contrario las disoluciones se mezclarían o se derramarían. Otro inconveniente era que tenía que estar circulando, de modo continuo, una corriente para evitar que las dos disoluciones se mezclaran por difusión, por lo que esta celda no era adecuada para un uso intermitente.

1866 - La pila Leclanché[editar]

Ilustración de 1912 de una Pila Leclanché.

En 1866, Georges Leclanché inventó una batería que consistía en un ánodo de zinc y un cátodo de dióxido de manganeso envueltos en un material poroso, sumergidos en un frasco de disolución de cloruro de amonio. El cátodo de dióxido de manganeso estaba mezclado con un poco de carbono que mejoraba la conductividad y la absorción de electrolitos.11 Suministraba un voltaje de 1,4 a 1,6 voltios.6 Esta célula consiguió un éxito muy rápido en telegrafía, señalización y timbres eléctricos. Se utilizó para alimentar los primeros

teléfonos, por lo general desde una caja de madera colocada junto a la pared, antes de que los teléfonos pudieron obtener la energía de la propia línea. No podía proporcionar una corriente sostenida durante mucho tiempo. En conversaciones largas, la batería se agotaba, haciendo inaudible la conversación.12 Esto se debía a que ciertas reacciones químicas en la célula aumentaban la resistencia interna y, por tanto, bajaba el voltaje. Estas reacciones se invertían cuando la batería se quedaba inactivo, por lo que estas pilas sólo eran adecuadas para un uso intermitente.6

1887 - La pila de zinc-carbono: la primera celda seca[editar]

Ilustración de 1913 de una pila seca de zinc-carbono.

En 1887, Carl Gassner patentó una variante de la celda Leclanché que llegó a ser conocida como la pila seca, ya que no tiene un electrolito líquido libre. En vez de eso, mezcló el cloruro de amonio con yeso de París para crear una pasta, con un poco de cloruro de zinc añadido para prolongar la vida útil. El cátodo de dióxido de manganeso se sumerge en la pasta, y ambos fueron encerrados en una carcasa de zinc, que también actuaba como ánodo.

A diferencia de las pilas húmedas, la pila seca Gassner era más sólida, no requería mantenimiento, no se derramaba y podría ser utilizado en cualquier orientación. Suministraba un potencial de 1,5 voltios. La primera pila seca producida en masa fue el modelo Columbia, comercializado por primera vez por la National Carbon Company (NCC) en 1896. Esta compañía mejoró el modelo de Gassner, sustituyendo el yeso de París por cartón en espiral, una innovación que dejaba más espacio para el cátodo y hacía que la batería fuera más fácil de montar. Fue la primera batería apropiada para el público en general e hizo prácticos los dispositivos eléctricos portátiles. La linterna se inventó ese mismo año.13 La batería de zinc-carbono todavía se fabrica hoy en día.

Paralelamente, en 1887 Federico Guillermo Luis Hellesen desarrolló su propio diseño de pila seca. Se ha afirmado que el diseño de Hellesen precedió al de Gassner.14

Modernas baterías de níquel-cadmio.

1899 - La batería de níquel-cadmio[editar]

En 1899, un científico sueco llamado Waldmar Jungner inventó la batería de níquel-cadmio, una batería recargable que tenía electrodos de níquel ycadmio en una disolución de hidróxido de potasio. Se comercializó en Suecia en 1910 y llegó a Estados Unidos en 1946. Los primeros modelos eran robustos y tenían una densidad de energía significativamente mayor que las baterías de plomo ácido, pero eran mucho más caros.

1903 - La batería de níquel-hierro[editar]

Waldmar Jungner también inventó una batería de níquel-hierro el mismo año que su batería de Ni-Cd, pero resultó ser inferior a su homóloga de cadmio y, por consiguiente, nunca se molestó en patentarla. Producía mucho más hidrógeno gaseoso cuando estaba cargada, lo que significa que no puede cerrarse, y el proceso de carga era menos eficiente (aunque era más barato).

Sin embargo, Thomas Edison recogió el diseño de la batería de níquel-hierro de Jungner, la patentó él mismo y la vendió en 1903. Edison quería comercializar un sustituto más ligero y duradero para la batería de plomo-ácido que impulsaba a algunos de los primeros automóviles, y esperaba que de esta forma los coches eléctricos se convertirían en el estándar, con su empresa como proveedor de la batería principal. Sin embargo, los clientes encontraron que su primer modelo era propenso a fugas y de corta duración de la batería, y no superaba a la batería de plomo-ácido por mucho. Aunque Edison fue capaz de producir un modelo más fiable y potente siete años más tarde, esta vez el Ford modelo T, de bajo costo y buena fiabilidad, había hecho que los autos con motor de gasolina fuesen la norma. A pesar de ello, la batería de Edison logró un gran éxito en otras aplicaciones.15

1955 - La batería alcalina común[editar]

Diagrama de una pila alcalina.

Hasta finales de la década de 1950 la batería de zinc-carbono siguió siendo una popular batería de células primarias, pero la duración relativamente baja de esta batería obstaculizaba las ventas. Las primeras pilas alcalinas eran similares a la de carbono-zinc pero sustituyendo el electrolito por hidróxido de potasio (KOH). Nótese que el potasio es un metal alcalino, y de ahí recibe su nombre.

Pila alcalina de 9 voltios.

En 1955, un ingeniero que trabajaba para la empresa Eveready (ahora conocida como Energizer) llamadoLewis Urry intentaba encontrar una manera de extender la vida de las baterías de zinc-carbono, pero Urry decidió en cambio que las pilas alcalinas eran más prometedoras. Hasta ese momento, las más duraderas pilas alcalinas eran inviablemente caras. La batería de Urry se componía de un cátodo de dióxido de manganeso y un ánodo de zinc en polvo con un electrolito alcalino.16 A base de zinc en polvo se dotó al ánodo de una mayor superficie. Estas baterías salieron al mercado en 1959.

Las pilas alcalinas primarias son más caras pero son capaces de descargarse proporcionando corrientes elevadas y manteniendo el rendimiento. Las pilas secundarias (recargables) son más baratas que las de níquel-cadmio, tienen buena retención de carga y trabajan en un amplio margen de temperaturas.

Pila alcalina Pila de óxido de plata Pila de Litio-Manganeso

Modelo LR44 o AG13, de 3 voltios

Diversos modelos (SR44, etc)Modelos CR de diferentes tamaños.

Pila de mercurio[editar]

La pila de zinc-óxido de mercurio (II) es conocida normalmente como pila de mercurio o pila de botón porque suele tener forma de disco pequeño. Se utiliza en audífonos, células fotoeléctricas y relojes de pulsera eléctricos. El electrodo negativo es de cinc, el electrodo positivo de óxido de mercurio (II) y el electrólito es una disolución de hidróxido de potasio. La batería de mercurio produce 1,34 V, aproximadamente.16

Son muy tóxicas y perjudiciales para el ambiente, por contener hasta un 30% de mercurio. Debido a su toxicidad, ya no está permitida su comercialización,aunque se emplean como celdas de referencia para comparar con las demás pilas.

Pila de óxido de plata[editar]

La pila de óxido de plata es parecida a la pila de mercurio, cambiando el óxido de mercurio por óxido de plata, y suministra 1,5 voltios. Sirven para corrientes pequeñas (relojes, etc).16 Tiene buena relación energía-peso y pobres respuestas a baja temperatura. Contienen un 1% de mercurio.

Años 1970 - La pila de níquel e hidrógeno[editar]

Pila de níquel e hidrógeno.

La pila de níquel hidrógeno entró en el mercado como un subsistema de almacenamiento de energía para satélites de comunicaciones comerciales.17 18utiliza celdas de hidrógeno presurizado a más de 1.200 psi (82,7 bar]) Las aleaciones de niquel pueden disolver o liberar hidrógeno reversiblemente y de modo proporcional a cambios en la presión y temperatura. Este hidrógeno se oxidaría en el ánodo. Se ha especulado que este tipo de pila podría reemplazar a las de níquel-cadmio para algunos usos.

Las reacciones electroquímicas implicadas en este generador son más complejas que en otros tipos de pilas. El hidrógeno es oxidado hasta formar agua sobre electrodos de níquel sinterizado poroso, mientras el agua es oxidada.19

Fines de 1980 - El acumulador de níquel metal hidruro[editar]

Pila recargable de Níquel metal hidruro (Ni-MH).

Las primeras pilas recargables de níquel metal hidruro (NiMH) de grado consumidor para pequeños usos aparecieron en el mercado en 1989 como una variante de la batería de níquel-hidrógeno de la década de 1970.20 Las baterías de NiMH tienden a tener mayor longevidad que las baterías de Ni-Cd (y sus esperanzas de vida siguen aumentando a medida que los fabricantes experimentan con nuevas aleaciones) y, dado que el cadmio es tóxico, las baterías de NiMH son menos perjudiciales para el medio ambiente.

Años 1970 - Pila de litio[editar]

Pila recargable de ion litio.

El litio es el metal con menor densidad y tiene el mayor potencial electroquímico y el mayor cociente energía-peso, así que en teoría, sería un material ideal para que puedan fabricar pilas y baterías. No se puede emplear un electrolito acuoso pues reaccionaría con el litio. La experimentación con pilas de litio comenzó en 1912 con G. N. Lewis, y en la década de 1970 se vendieron las primeras baterías de litio. Se emplean actualmente diversas pilas con litio en el ánodo y diferentes sustancias en el cátodo:

pila de litio y sulfuro de hierro (1,6 voltios). Son de pequeño tamaño y bajo coste.

pila de litio y dióxido de manganeso (unos 3 voltios). Similares a las anteriores.

pila de litio y dióxido de azufre. El cátodo en este caso es gaseoso. Se emplea para

aplicaciones militares.

pila de litio y cloruro de tionilo. Trabajan a muy bajas temperaturas pero su uso debe ser

cuidadoso por su toxicidad.

pila de litio y monofluoruro de carbono (unos 3,2 voltios). Se emplea para pequeños

dispositivos como cámaras.

Años 1990 - Acumulador de ion litio[editar]

En la década de 1980, el químico estadounidense John B. Goodenough dirigió un equipo de investigación de Sony que produciría finalmente la batería de iones de litio, recargable y una versión más estable de la batería de litio (el litio puro reaccionaba violentamente al contacto con un medio acuoso). Las primeras unidades se vendieron en 1991. En estas baterías es importante controlar los procesos de carga y descarga, ya que por encima de 60 grados Celsius pueden explotar.

El cátodo suele ser un óxido de cobalto y litio, mientras que el ánodo se compone de carbono poroso. Este ánodo es bastante caro, por lo que se están estudiando alternativas con níquel, manganeso, o combinaciones de estos metales junto a iones aluminio o cromo,21

En 1996, se lanzó al mercado la batería de polímero de ion de litio. Estas baterías alojan su electrolito en un polímero sólido compuesto en lugar de en un disolvente líquido, y los electrodos y los separadores se laminan entre sí. Esta última diferencia permite que la batería pueda quedar encerrada en una envoltura flexible en lugar de una carcasa metálica rígida, lo que significa que este tipo de baterías puede ser fabricado específicamente para adaptarse a un dispositivo en particular. También tienen una densidad de energía mayor que las baterías de iones de litio normal. Estas ventajas la han convertido en una batería de elección para los dispositivos electrónicos portátiles, como teléfonos móviles y PDAs, ya que permiten un diseño más flexible y compacto.

Pila de zinc-aire[editar]

Cuatro pilas zinc-aire, como las PR44, empleadas para alimentar los audífonos.

Se las distingue por tener unos pequeños orificios en una de sus caras. Suministran un voltaje constante durante toda su vida operativa y por ello son muy adecuadas para diversas aplicaciones médicas y de comunicaciones.

Poseen una lengüeta de plástico colocada en la fábrica que cierra los orificios de toma de aire de la pila hasta que vaya a ser utilizada. No se debe retirar esa lengüeta antes de su uso. Para activar la pila, simplemente se retira la lengüeta y se espera un minuto para que el aire entre y active los ingredientes.