Sviluppo di batterie

Il fisico italiano Alessandro Volta è generalmente accreditato di aver sviluppato la prima batteria operabile. Seguendo il precedente lavoro del suo compatriota Luigi Galvani, Volta eseguì una serie di esperimenti sui fenomeni elettrochimici durante gli anni 1790. Verso il 1800 aveva costruito la sua semplice batteria, che in seguito divenne nota come “pila voltaica.”Questo dispositivo consisteva in dischi alternati di zinco e argento separati da strati di carta o stoffa imbevuti di una soluzione di idrossido di sodio o salamoia., Gli esperimenti eseguiti con la pila voltaica alla fine portarono Michael Faraday a derivare le leggi quantitative dell’elettrochimica (circa 1834). Queste leggi, che stabilivano l’esatta relazione tra la quantità di materiale dell’elettrodo e la quantità di energia elettrica desiderata, costituivano la base della moderna tecnologia delle batterie. Vedi anche le leggi di elettrolisi di Faraday e la legge di induzione di Faraday.,

Diverse cellule primarie commercialmente significative sono state prodotte sulla scia del contributo teorico di Faraday., Nel 1836 John Frederic Daniell, un chimico britannico, introdusse una forma migliorata di cella elettrica costituita da rame e zinco in acido solforico. La cella Daniell è stata in grado di fornire correnti sostenute durante il funzionamento continuo in modo molto più efficiente rispetto al dispositivo di Volta.

Ulteriori progressi sono stati effettuati nel 1839 dal fisico Inglese William Robert Grove con i suoi due fluido primario cella costituita amalgamato di zinco immersa in acido solforico diluito, con un vaso poroso che separa l’acido solforico da una forte soluzione di acido nitrico contenente un catodo di platino. L’acido nitrico fungeva da agente ossidante, che impediva la perdita di tensione risultante da un accumulo di idrogeno al catodo., Il chimico tedesco Robert Wilhelm Bunsen sostituì il carbonio economico per il platino nella cellula di Grove e quindi contribuì a promuoverne l’ampia accettazione.

Nel 1859 il francese Gaston Planté inventò una cella al piombo, la prima batteria di accumulo pratica e il precursore della moderna batteria per automobili. Il dispositivo di Planté è stato in grado di produrre una corrente notevolmente grande, ma è rimasto una curiosità di laboratorio per quasi due decenni.

Il prototipo dell’ingegnere francese Georges Leclanché del sistema di biossido di zinco–manganese ha aperto la strada allo sviluppo della moderna batteria primaria., La versione originale della cella di Leclanché era “bagnata”, poiché aveva un elettrolita costituito da una soluzione di cloruro di ammonio. L’idea di impiegare un elettrolita immobilizzato è stata finalmente introdotta alla fine del 1880 e ha lanciato l’industria delle celle a secco che continua a prosperare oggi.

L’invenzione delle batterie alcaline dell’elettrolito (specificamente, accumulatori del tipo del nichel-cadmio e del nichel-ferro) fra 1895 e 1905 ha fornito i sistemi che potrebbero fornire la vita di ciclo molto-migliore per l’applicazione commerciale. Gli anni ’30 e’ 40 videro lo sviluppo delle batterie alcaline zinco–argento ossido e zinco–mercurio ossido, sistemi che fornivano la più alta energia ancora conosciuta per unità di peso e volume., Dalla metà del 20 ° secolo, i progressi nella tecnologia di costruzione e la disponibilità di nuovi materiali hanno dato origine a batterie più piccole ma più potenti adatte all’uso in una vasta gamma di apparecchiature portatili. Forse più notevole sono stati l’ingresso di batterie al litio nel mercato commerciale e lo sviluppo di celle al nichel-idrogeno e nichel–metallo idruro per l’uso in veicoli spaziali, computer, telefoni cellulari, e altre applicazioni.

Brooke Schumm