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Scienza

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Che cosa sono anodo, catodo e elettrolito?

Sono i componenti di base di una batteria e come per le altre batterie alcaline sono: L’anodo è l’elettrodo negativo ed è fatto di zinco. Il catodo è l’elettrodo positivo ed è fatto di biossido di manganese. L’elettrolito è una soluzione acquosa che consente di trasportare gli ioni tra gli elettrodi ed è fatto di idrossido di potassio.

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Chi ha inventato la batteria?

Intorno al 1860, George Leclanche sviluppò in Francia quello che sarebbe stato il precursore della prima batteria di largo consumo nel mondo: la batteria zinco-carbone. L’anodo era una barretta in lega di zinco e mercurio (lo zinco, l’anodo nella pila originale di Volta, si era dimostrato uno dei migliori metalli per quest’uso). Il catodo era una coppa porosa di biossido di manganese compresso e carbone. Nella miscela fu inserita una barretta di carbone che serviva da collettore di corrente. Sia l’anodo che l’elettrodo di focalizzazione erano immersi in una soluzione liquida di cloruro di ammonio che agiva come elettrolito. Il sistema era denominato “pila liquida.” Sebbene fosse robusta e poco costosa, la pila di Leclanche finì con l’essere sostituita da una “pila a secco” intorno al 1880. L’anodo divenne il contenitore di zinco che conteneva la pila, e l’elettrolito divenne una pasta piuttosto che un liquido: praticamente la pila zinco carbone conosciuta oggi.

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Che cosa c’è all’interno di una batteria?

Le batterie sono oggetti piccoli ma molto complessi. Sono celle elettrochimiche altamente ingegnerizzate. L’energia chimica viene convertita in energia elettrica tramite una reazione di ossido-riduzione. Questo processo ha luogo fra tre dei principali componenti di una batteria: l’anodo, il catodo e l’elettrolito. Tipi diversi di batterie usano materiali diversi per questi componenti. I materiali di questi componenti sono scelti in funzione della loro capacità di cedere o di attrarre elettroni, e questa è la reazione necessaria affinché sia generata una corrente elettrica. L’anodo è spesso un metallo, il catodo un ossido metallico e l’elettrolito una soluzione salina che facilita il flusso di ioni.

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Che cos’è una batteria alcalina?

Quasi 40 anni fa, Duracell fu la prima azienda ad introdurre il sistema elettrochimico alcalino al biossido di manganese. Negli anni ’60, questo sistema di batterie divenne rapidamente il più utilizzato dai progettisti nel settore sempre più ampio dell’elettronica per il grande pubblico. Le batterie alcaline o al biossido di manganese presentano molti vantaggi rispetto alle batterie zinco-carbonio, tra cui una capacità ampere/ora dieci volte superiore in condizioni di consumo elevato e continuo. Inoltre, le prestazioni a basse temperature sono migliori rispetto a quelle delle altre batterie tradizionali a base di elettrolito acquoso. Altri vantaggi significativi sono la maggiore durata in magazzino, la migliore resistenza alle perdite e prestazioni superiori alle basse temperature. La tenuta più efficace e sicura garantisce una resistenza eccellente alle perdite ed alla corrosione.

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Le batterie hanno tutte la stessa durata?

No, batterie diverse hanno durate e potenze diverse, a seconda del tipo e della quantità di sostanze chimiche che le compongono. È come quando si cucina: l’uso di ingredienti e quantità diversi rendono il gusto diverso.

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Come funziona una batteria?

Le batterie possono sembrare semplici, ma la fornitura di energia pronta all’uso esige un complicato processo elettrochimico. La corrente elettrica sotto forma di elettroni inizia a scorrere nel circuito esterno quando un dispositivo – per esempio una lampadina – viene acceso. In quel momento, il materiale dell’anodo, lo zinco, rilascia due elettroni per atomo in un processo denominato ossidazione, lasciando dietro di sé ioni di zinco instabili. Dopo che gli elettroni hanno fatto il loro lavoro alimentando la lampadina, rientrano nella batteria in corrispondenza del catodo, dove si uniscono al materiale attivo (biossido di manganese) in un processo chiamato riduzione. I processi combinati di ossidazione e riduzione non potrebbero aver luogo in una batteria senza una via interna per ritrasportare gli elettroni verso l’anodo, equilibrando il flusso di corrente esterno. Questo processo viene compiuto dal movimento degli ioni di idrossido caricati negativamente presenti nella soluzione acquosa denominata elettrolito. Ogni elettrone che entra nel catodo reagisce al biossido di manganese per formare MnOO-. Poi, il MnOO- reagisce con l’acqua dell’elettrolito. In questa reazione, l’acqua si separa rilasciando ioni d’idrossido nell’elettrolito e ioni d’idrogeno che si combinano con MnOO- per formare MnOOH. Il circuito interno è completo quando gli ioni di idrossido prodotti in questa reazione al catodo fluiscono verso l’anodo sotto forma di corrente ionica. Qui, si uniscono a ioni di zinco instabili, che si sono formati nell’anodo quando gli elettroni sono stati originariamente ceduti al circuito esterno. Questo produce ossido di zinco e acqua. Ciò completa il circuito (che è necessario per avere un flusso d’elettricità costante) e fornisce alimentazione.

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Perché utilizzare una batteria ricaricabile all’idruro di nickel metallico (NiMH)?

Oggi, molti degli apparecchi a consumo elevato, come le fotocamere digitali, richiedono una sostituzione delle batterie molto più frequente rispetto al passato. Allora, perché non scegliere le batterie Duracell NiMH, che possono essere ricaricate centinaia di volte? Le batterie ricaricabili AA di Duracell sono ideali per l’alimentazione di fotocamere digitali ed altri apparecchi ad alto assorbimento di energia. Sono disponibili anche batterie AAA, utili per i piccoli dispositivi elettronici come i lettori MP3 ed i giochi portatili. Le batterie NiMH ricaricabili ed i caricabatterie Duracell assicurano la qualità e l’affidabilità tipiche della marca, per una soluzione di alimentazione all’insegna della durata e della convenienza.

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