Qu'est-ce qu'une cellule électrique?
Une cellule électrique est un dispositif simple capable de délivrer un courant électrique. Une ou plusieurs cellules électriques travaillant ensemble pour délivrer un courant constituent une batterie. La réaction chimique d'une pile électrique est classée dans la catégorie "oxydo-réduction". Les électrons sont transférés, oxydant une espèce chimique par élimination d’électrons, tout en réduisant une autre par addition d’électrons. La réaction dans une pile électrique peut parfois être évidemment chimique, comme pour la pile au cuivre-zinc; dans d'autres cas, comme la cellule solaire, cela peut être moins évident.
Les cellules électriques peuvent trouver une application inverse, comme dans le processus de galvanoplastie, ce qui permet d'appliquer une tension externe qui transfère les électrons dans le sens inverse, ce qui entraîne le dépôt de métal sur des substrats. Les gisements de nickel, de brasure, de chrome, de cuivre, d'argent et d'or sont parmi les plus courants. Fait intéressant, l'action des cellules solaires peut être inversée. Au lieu que la lumière frappe leurs surfaces pour produire de l'électricité, il est possible d'introduire un courant qui se traduit par une émission de lumière, bien qu'à une fréquence différente, à savoir l'infrarouge. C'est le principe de la diode électroluminescente ou LED.
Une forme de cellule en cours de recherche intense est celle de la pile à combustible. Cela est dû en particulier à la nécessité de trouver un combustible de remplacement pour remplacer le charbon et le pétrole. La pile à combustible présentant le plus grand intérêt utilise l'hydrogène comme combustible. La combustion d'hydrogène dans l'oxygène produit de l'eau pure, plutôt que des gaz à effet de serre et d'autres polluants. Il reste une difficulté à trouver le bon milieu électrolytique pour permettre au processus de réussir.
Il existe d'autres types de piles à combustible plus complexes. Parmi celles-ci figurent la pile à combustible à carbonate fondu (MCFC), la pile à combustible à acide phosphorique (PAFC), la pile à combustible à mémoire de protons (PEM) et la pile à combustible à oxyde solide (SOFC). Au stade actuel de développement, tous présentent de graves lacunes. Certains nécessitent un degré très élevé de pureté du carburant, certains nécessitent une catalyse coûteuse au platine et un nécessite de très hautes températures pour fonctionner. Tous utilisent l'hydrogène gazeux comme carburant de base.
En 1971, le brevet américain n ° 3 591 860 avait été accordé pour un dispositif industriel nucléaire appelé cellule électrique gamma. Cette invention a été conçue pour produire une tension de sortie élevée directement à partir du rayonnement nucléaire. Il est capable de le faire sans passer d'abord par un cycle thermique. Puisqu'il peut même produire de l'électricité directement à partir d'isotopes radioactifs, il est considéré comme une source d'alimentation alternative sûre. Malheureusement, l'invention du téléphone cellulaire a été mal attribuée au titulaire du brevet sur les cellules électriques gamma.