Come funzionano le batterie? – Dominick, sette anni, Indiana, USA.
Una batteria è un dispositivo che può produrre elettricità, con la reazione di alcune sostanze chimiche. Molte sostanze chimiche diverse possono essere usate nelle batterie – dipende da come la batteria è fatta, o per cosa la stai usando.
Le batterie ricaricabili usate negli smartphone o nelle auto elettriche sono chiamate “batterie agli ioni di litio”. Ma è davvero raro vederle, perché normalmente non hanno bisogno di essere sostituite e sono nascoste al sicuro all’interno.
È molto più probabile vedere batterie alcaline, che sono usate in cose come orologi, torce, telecomandi e molti altri oggetti in casa. In senso stretto, dovrebbero essere chiamate “pile alcaline”, dato che una batteria è un numero di pile collegate tra loro.
Curious Kids è una serie di The Conversation, che offre ai bambini la possibilità di avere risposte alle loro domande sul mondo da parte di esperti. Se hai una domanda a cui vorresti che rispondesse un esperto, mandala a [email protected]. Non saremo in grado di rispondere a tutte le domande, ma faremo del nostro meglio.
Fare elettricità
All’interno della cassa metallica della cella alcalina ci sono tre sostanze chimiche principali: zinco, biossido di manganese e idrossido di potassio.
Potrebbe sembrare complicato, ma il modo in cui la cella funziona per produrre elettricità è in realtà piuttosto semplice: avviene una reazione chimica che sposta piccole particelle caricate negativamente chiamate “elettroni” per creare una corrente elettrica.
Quando la cella è collegata a un circuito – come una lampadina, per esempio – lo zinco all’interno reagisce con il biossido di manganese e perde elettroni.
Gli elettroni sono raccolti da un’asta metallica all’interno della cella, che permette loro di fluire dal fondo della cella (il terminale negativo), attraverso i fili alla lampadina (facendola accendere) e poi di nuovo nella parte superiore della cella (il terminale positivo).
Questa reazione produce circa 1,5 volt di elettricità. Poiché non molti dispositivi possono funzionare a 1,5 volt, molto spesso si usano due o quattro pile insieme per dare più potenza. Quindi quattro celle collegate insieme (da un capo all’altro) darebbero sei volt.
Quando la maggior parte dello zinco ha reagito con il biossido di manganese, diciamo che la cella è “piatta”, il che significa che non può produrre più elettricità. Poiché la reazione chimica che avviene nelle celle alcaline non può essere facilmente invertita, significa che la cella non può essere ricaricata.
Ma ricorda che la maggior parte delle pile e delle batterie possono essere riciclate, quindi assicurati di sbarazzartene con cura.
Invertire la reazione
Tutti i tipi di pile e batterie hanno un tipo simile di reazione chimica che avviene per produrre elettricità.
Ma in alcuni tipi di celle o batterie, le sostanze chimiche sono diverse e la reazione può essere invertita. In questo modo, le celle possono essere ricaricate – proprio come le batterie agli ioni di litio delle automobili o degli smartphone.
Un tempo era molto più economico produrre pile non ricaricabili, come quelle alcaline, quindi erano molto usate.
Ma ora che la gente ha riconosciuto quanto sia dannoso per l’ambiente buttare via le pile non ricaricabili, e dato che le pile ricaricabili stanno diventando più economiche, probabilmente useremo sempre meno le pile non ricaricabili in futuro.
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