Bazele Ecologiei

O pila electrica (sau un element voltaic) este o sursa care genereaza current electric, printr-un proces chimic (si in parte fizic_ la care participa un electrolit. Componentele principale ale unei pile sunt cei doi electrozi ai ei. Prin electrod se intelege, cand este vorba de o pila, un conductor electric impreuna cu electrolitul din jurul sau. Electrozii sunt in contact electric, in interiorul pilei, prin electrolitii lor; cand sunt uniti, in exteriorul pilei, pintr-un conductor electric, prin acesta trece un current electric de la electrodul negativ la cel pozitiv.

La suprafata de contact dintre fiecare dintre cei doi conductori electrici si electrolitul din jurul sau se stabileste o diferenta de potential, numita potential de electrod. Forta electromotoare a pilei este egala cu suma algebrica a potentialelor celor doi electrozi, inclusive potentialul de contact dintre cei doi electrozi.

Scurt istoric

Galvani a observant (in 1789) ca un picior de broasca jupuit(in scopul unor experiente fiziologice) si atarnat de un nerv, prin intermediul unui carlif de arama, de grilaj de fier, sufera o contractie a muschilor cand vine in contact cu fierul. Volta a aratat, mai tarziu, ca excitatia nervoasa, care comanda contractia muscular, este declansata de un current electric ce ia nastere intre cele doua metale in contact cu un electrolit, in acest caz lichidul din muschiul broastei.

Prima pila electrica, al carei autor este chiar Volta, se compunea dintr-o vergea de cupru si una de zinc, scufundate in acid sulfuric diluat. Mai tarziu s-a dat pilelor electrice forma unui teanc (in limba franceza “une pile”) de discuri de cupru si zinc, separate prin cartoane imbibate cu acid sulfuric. Aceste pile se polarizau repede, incetand sa mai produca current electric.

Existenta unei relatii intre energia reactiei chimice din pila si energia electrica produsa de aceasta a fost recunoscuta de lordul Kelvin in 1851. Relatia termodinamica dintre aceste doua forme de energie a fost stabilita de Helmholtz (1882) si de Nernst (1889).

Alaturi de curentul electric furnizat industriilor de centralele termo- si hidroelectrice, o cantitate importanta de curent este furnizata tehnicii mo¬derne de sursele chimice de curent. Acestea sint pilele galvanice (elemente galvanice) prin care se inteleg acele dispozitive care transforma energia chimica in energie electrica. Ele reprezinta un lant electrochimie constituit din doi conductori electronici (metale, grafit), reuniti prin unul sau mai multi conduc¬tori ionici (electroliti).

Sursele electrochimice de energie se pot clasifica in primare, secundare si pile de combustie.

ELEMENTUL GALVANIC este un mediu electrochimic de stocare a energiei. La descărcare se transformă energia chimică (stocată) în energie electrică cu ajutorul unei reacții (redox) electrochimice. De la inventarea primei baterii, așa numita pilă voltaică, în anul 1800 de către fizicianul italian Alessandro Volta, și, în special, de la apariția celulei Daniell în 1836, bateriile au devenit o sursă de electricitate comună multor aplicații atât din aria casnică, cât și din aria industrială. Conform unei estimării realizate în anul 2005, industria dedicată acestora generează la nivel global 48 de miliarde de dolari americani, cu o creștere anuală de 6%.

Există două tipuri principale de baterii: baterii primare (baterii de unică folosință) și baterii secundare (baterii reîncărcabile). Bateriile pot căpăta forme diverse.

Pilele electrice primare sunt acele dispozitive care transformă energia chimică în energie electrică permiţând utilizarea materialelor pe care le conţin o singură dată. Din această cauză ele se mai numesc surse de curent ireversibile sau baterii.

Dacă cei doi reactanţi sunt alimentaţi continuu la electrod iar produşii de reacţie sunt eliminaţi continuu, sursa este o pilă primară cu acţiune continuă sau pilă de combustie.