Pilas y Baterías

Una pila consume gradualmente el combustible químico que contiene, y no se puede recargar. La pila Daniell original, por ejemplo, se compone de una placa de cobre y otra de cinc sumergidas en un electrólito de ácido sulfúrico diluido. El cinc se disuelve lentamente, formando iones de cinc, que dejan tras sí electrones en la placa de cinc, que por lo mismo adquiere una carga negativa. Junto a la placa de cobre, los iones de hidrógeno con carga positiva (existentes en el ácido) se neutralizan al adquirir electrones del cobre. Se libera hidrógeno en forma de burbujas gaseosas y el cobre queda con carga positiva. Si se conecta un tramo de alambre entre los electrodos, hay una corriente de electrones que va del cátodo al ánodo.

Ese dispositivo, llamado pila simple, tiene varias desventajas (como la polarización, que detiene el paso de la corriente al cabo de poco tiempo), habiéndose desarrollado sistemas más complejos. Uno de ellos es la pila de Leclanché, que ha evolucionado hasta dar la pila seca de Leclanché; que es nuestra familiar pila de linterna. Tiene la ventaja de utilizar sólo componentes secos o en forma de pasta, lo que la hace más fácil de transportar y almacenar.Entre otros tipos está la pila Weston (de cadmio), importante en la estandarización de otras fuentes de corriente, y las pilas de mercurio y las de óxido de plata. Todas ellas funcionan con el mismo principio.

En un electrodo se produce una oxidación química, formándose como resultado una carga negativa. En el otro electrodo se produce una reducción, que agota las cargas negativas, dejando en él una carga positiva neta. Se desarrolla entonces una fuerza electromotriz (fem) entre los electrodos y, si se conectan con un alambre, fluye una corriente. Todas esas pilas tienen una duración limitada: terminan al completarse el proceso respectivo de oxidación o reducción. En una pila simple, por ejemplo, la reacción termina forzosamente cuando se ha disuelto todo el cinc. Por esa razón es limitada la energía total que la pila puede producir: su capacidad. Las «pilas patrón
» nunca se utilizan como fuentes de corriente; su voltaje sólo es estándar a un consumo de corriente bajo.

La fem de una pila depende de la composición química de los electrodos y el electrólito, y no de su tamaño. En cambio, el tamaño de la pila afecta a su capacidad. Unos electrodos grandes y un gran volumen de electrólito le dan a una pila gran capacidad; es decir, producirá corriente durante más tiempo. La corriente que puede producir una pila depende en parte de su resistencia interna, que depende a su vez crucialmente del tamaño y separación de los electrodos. Una pila de electrodos grandes y contiguos tiene una resistencia interna baja, por lo que es capaz de producir una corriente mayor.