Le pile

Pila di Volta

Nel 1799 Alessandro Volta costruì il primo generatore di corrente basato sulle ossidoriduzioni, interponendo tra un disco di rame e uno di stagno un disco di cartone o feltro imbevuto di acqua salata.
In seguito utilizzò rame e zinco con acido solforico come elettrolita, ottenendo una differenza di potenziale di circa 1 V; per aumentarla, sistemo molti elementi di questo tipo in serie, ottenendo una pila.
La differenza di potenziale ottenuta ha una intensità variabile e con il passare del tempo diminuisce fino all'interruzione della redox perché si ha la polarizzazione dell'elettrodo di rame, cioè l'idrogeno che si forma dalla riduzione sulle piastre di rame le circonda isolandole dall'elettrolita.

pila di volta

 

Pila Daniell

Per impedire la depolarizzazione è stata adottata la pila Daniell, che mantiene separata la soluzione depolarizzante di solfato di rame da quella acida attraverso un ponte salino.

 

Pila a concentrazione

Nella pila Daniell è necessario accoppiare due elettrodi di metalli diversi. Quando le condizioni della pila sono diverse da quelle standard, per calcolare la forza elettromotrice si applica l'equazione di Nernst. In base a questo principio, si può costruire una pila con un solo metallo, variando la concentrazione delle soluzioni ioniche.

 

Pila a secco Leclanché

La pila Daniell non era facilmente trasportabile, per questo nel 1868 è stata sostituita dalla pila a secco, la pila Leclanché, costituita da un elettrodo di Zn (involucro esterno) che è il polo negativo e da un elettrodo interno di grafite con MnO2 a funzione depolarizzante e ricoperto da un cappuccio d'acciaio, che rappresenta il polo positivo, immerso in una pasta gelatinosa di cloruro d'ammonio.

pila a secco

 

Pila alcalina

Oggi si usano preferibilmente le pile alcaline, simili alle precedenti, ma con una maggiore durata e una erogazione più costante di corrente a parità di voltaggio. In esse, il cloruro d'ammonio è sostituito da idrossido di potassio e la grafite è sostituita dall'acciaio.

 

Pila Mallory a bottone

Negli apparecchi di piccole dimensioni si usano pile a bottone (pila Mallory all'ossido di mercurio). Esse forniscono una corrente costante fino all'esaurimento ma sono molto inquinanti.

 

Pila ricaricabile

Il vantaggio delle pile a secco è dato dalla praticità, ma non sono ricaricabili.
Esistono oggi in commercio pile ricaricabili come quelle a nichel-cadmio o le più evolute al nichel-metallo idruro (NiMH) o al litio, nelle quali è possibile far avvenire le reazioni in verso opposto ricaricando la pila.

 

Accumulatori a piombo

L'accumulatore a piombo è una pila reversibile costituita da una piastra di Pb (elettrodo negativo) e da una di Pb rivestita di PbO2 (elettrodo positivo) immerse in una soluzione concentrata di H2SO4.
L'accumulatore è ingombrante e poco pratico ma è ricaricabile.