Che cos'è una cella elettrica?
Una cella elettrica è un dispositivo semplice in grado di fornire una corrente elettrica. Una o più celle elettriche che lavorano insieme per fornire una corrente costituiscono una batteria. La reazione chimica di una cella elettrica è classificata come "riduzione dell'ossidazione". Gli elettroni vengono trasferiti, ossidando una specie chimica attraverso la rimozione di elettroni, mentre ne riduce un'altra aggiungendo elettroni. La reazione in una cella elettrica a volte può essere ovviamente chimica, come per la batteria rame-zinco; in altri casi, come la cella solare, potrebbe essere meno ovvio.
Le celle elettriche possono trovare un'applicazione inversa, come nel processo di galvanica, per cui viene applicata una tensione esterna che trasferisce gli elettroni nella direzione inversa, causando la deposizione di metallo su substrati. Tra i depositi più comuni ci sono nichel, saldatura, cromo, rame, argento e oro. È interessante notare che le celle solari possono essere invertite. Invece della luce che colpisce le loro superfici per produrre elettricità, si può introdurre corrente che si traduce in emissione di luce, sebbene a una frequenza diversa, vale a dire l'infrarosso. Questo è il principio del diodo a emissione di luce o LED.
Una forma di cella sottoposta a intensa indagine è quella della cella a combustibile. Ciò è dovuto in particolare alla necessità di un combustibile alternativo per sostituire carbone e petrolio. La cella a combustibile di maggior interesse utilizza l'idrogeno come combustibile. La combustione dell'idrogeno nell'ossigeno produce acqua pura, anziché gas serra e altri inquinanti. Una difficoltà residua è trovare il mezzo elettrolitico corretto per consentire al processo di avere successo.
Esistono altri tipi più complessi di celle a combustibile. Tra questi ci sono la cella a combustibile a carbonato fuso (MCFC), la cella a combustibile ad acido fosforico (PAFC), la cella a combustibile a memoria di scambio protonica (PEM) e la cella a combustibile a ossido solido (SOFC). Allo stato attuale dello sviluppo, tutti hanno gravi carenze. Alcuni richiedono un grado molto elevato di purezza del carburante, alcuni richiedono costose catalisi al platino e uno richiede temperature molto elevate per funzionare. Tutti usano l'idrogeno come combustibile base.
Nel 1971, il brevetto statunitense numero 3.591.860 fu concesso per un dispositivo industriale nucleare chiamato cella elettrica gamma. La presente invenzione è stata progettata per produrre una tensione di uscita elevata direttamente dalle radiazioni nucleari. È in grado di farlo senza prima passare attraverso un ciclo di calore. Dal momento che può persino produrre elettricità direttamente da isotopi radioattivi, è considerato una fonte di energia alternativa sicura. Sfortunatamente, l'invenzione del telefono cellulare è stata erroneamente attribuita da alcuni al titolare del brevetto di gamma elettrica.