Pilhas

INTRODUÇÃO

Existe atualmente grande variedade de pilhas e baterias a fim de atender às inúmeras exigências do mercado. A compreensão do princípios de funcionamento dessa grande variedade de pilhas e baterias é uma tarefa árdua e requer , muitas vezes, um conhecimento profundo e multidisciplinar, já que vários destes sistemas eletroquímicos empregam tecnologia avançada . 

Vamos conhecer um pouco de cada uma delas.

O que é pilha?

Pilhas são dispositivos eletroquímicos que transformam reações químicas em energia elétrica. Cada substância possui uma maior ou menor tendência de perder elétrons; tendência esta chamada de "Potencial de Oxidação". Deste modo, uma substância X que tenha um potencial de oxidação maior que uma substância Y, irá perder seus elétrons gradativamente para esta substância se colocarmos as duas juntas. Dizendo de outro modo: Como a substância Y tem menor tendência de perder elétrons que a substância X, a substância Y retirará elétrons da substância X; com isso, a substância X irá se oxidar (Oxidação = Perda de elétrons), enquanto que a substância Y irá se reduzir (Redução = Ganho de elétrons). E a passagem de elétrons de uma substância para a outra é que é a corrente elétrica.

PILHA DE DANIELL

Em 1836, John F. Daniell, um químico inglês, produziu uma pilha não sujeita à polarização. Na pilha de Daniell, o eletrodo de cobre formava o "casco" exterior da pilha, e continha uma solução de sulfato de cobre; o eletrodo de zinco era imerso em um sulfato de Zinco ou solução de ácido sulfúrico. Um "copo" poroso mantinha as duas soluções separadas. A pilha produzia corrente como a pilha de Volta (primeira pilha inventada), exceto porque os íons de cobre do sulfato cúprico pegavam os elétrons no eletrodo de cobre. Estes íons eram então depositados como àtomos de cobre no eletrodo. Dessa maneira as bolhas de hidrogênio não apareciam

 

PILHAS COMERCIAS

Pilha de Leclanché

Cobre, zinco, ácidos e papelão molhado foram os materiais utilizados pelo físico italiano Alessandro Volta para criar a primeira pilha, em 1800. Tratava-se de uma pilha "molhada". A primeira pilha "seca" surgiu em 1867, com Leclanche. Sua pilha continha uma solução condutiva de sal amoníaco, um terminal negativo de zinco e um terminal positivo de carbono. Leclanche converteu o que antigamente era uma solução líquida condutiva em uma pasta rígida, fazendo uma bateria portátil e de fácil manuseio. Sua bateria foi um sucesso comercial imediato, principalmente por sua conveniência e pelos seus materiais baratos.

Pilhas alcalinas

A pilha alcalina é uma variação da pilha de Leclache, que utiliza a mesma química básica dos eletrodos, mas um eletrólito diferente. Ela é um pouco mais cara, mas provê um desempenho bastante melhorado, mais força e vida útil. São usadas em gravadores, calculadoras, rádios portáteis e outros aparelhos.

Pilhas de Mercúrio

As pilhas de mercúrio não são recarregáveis; tem vida longa, boa capacidade de armazenar energia e apresentam voltagem de 1.35V, que se mantêm constante por longo tempo. São empregadas em aparelhos pequenos como calculadoras portáteis, aparelhos de surdez, relógios de pulso, etc.

Pilhas Naturais

Foi primeiramente proposta pelo sueco Waldemar Jungner em 1899. Consiste de um anodo formado por uma liga de cádmio e ferro e um catodo de hidróxido (óxido) de níquel(III) imersos em uma solução aquosa de hidróxido de potássio com concentração entre 20% e 28% em massa.

As pilhas de níquel-cádmio dão voltagem de 1.4V, que se mantêm  para descarregar-se. A grande vantagem é que elas podem ser recarregadas até 4000 vezes, sendo por isso, empregadas