Che cos'è una cellula voltaica?
Una cella voltaica è un dispositivo realizzato collegando insieme due metalli diversi e immergendo il pezzo combinato in una sorta di fluido che crea un'atmosfera conduttiva. Lo scopo generale di una cella voltaica è convertire la reazione chimica tra i metalli e il fluido in una carica elettrica. Uno degli esempi più comuni è semplicemente una batteria, utilizzata per fornire energia elettrica a dispositivi non collegati a una fonte di alimentazione della rete centrale.
Il modo base in cui funziona una cella voltaica è utilizzando la tecnica galvanica. Una cella voltaica galvanica è costituita da due metalli, come rame e zinco, posti uno vicino all'altro. Questo pezzo unificato viene quindi coperto in acqua salata, che provoca la reazione elettrochimica. La chiave dietro la reazione deriva dal fatto che il metallo contiene cationi, ioni con più protoni che elettroni. I cationi reagiscono con l'acqua, che contiene anioni, ioni con più elettroni che protoni.
È necessario mantenere entrambi i metalli separati da una piccola barriera. Questo perché un metallo causerà la riduzione dell'ossidazione all'interno dell'altro, mentre l'altro metallo aumenterà l'ossidazione. La reazione tra i cationi e gli anioni crea uno scambio di elettroni e quindi la creazione di elettricità.
Quando un certo numero di queste celle voltaic galvaniche sono disposte in serie, viene indicato come una pila voltaica. L'alternanza dei due metalli con una sorta di barriera elettrolitica può creare la reazione elettrochimica. Se le due estremità della pila voltaica sono collegate, verrà creata una corrente elettrica, che può quindi essere utilizzata per alimentare altri dispositivi sotto forma di una batteria.
Uno degli effetti collaterali della reazione voltaica è la corrosione. A causa della continua reazione chimica, lo scambio di elettroni alla fine provoca il degrado dei metalli. Questo è il motivo per cui una batteria alla fine si scarica piuttosto che durare per sempre.
L'uso della cella voltaica sembra risalire ai tempi antichi con la scoperta della Batteria di Baghdad nel 1936, una serie di celle galvaniche collocate in grandi vasi da qualche tempo nei primi secoli d.C. Tuttavia, non fu fino al lavoro di Luigi Galvani alla fine del 1700 che la tecnologia della batteria fu modernizzata. Galvani ha scoperto che collegando rame e zinco insieme, è stato in grado di rendere i muscoli nello spasmo della gamba di una rana. Alessandro Volta prese queste informazioni e le adattò alla pila voltaica nel 1800.