Piles i Acumuladors: Guia Completa de Generadors d'Energia

Piles i Acumuladors: Generadors Estàtics d'Energia

Què són les Piles i Acumuladors?

Les piles i els acumuladors són elements destinats a transformar energia química en energia elèctrica. Hi ha dos tipus principals de generadors estàtics:

Piles Galvàniques: Energia Irreversible

Són generadors estàtics que duen a terme la transformació d'energia química en energia elèctrica de forma irreversible. És a dir, no poden ser recarregats per tornar-los a fer servir. Estan constituïdes per dos elèctrodes que reben el nom d'ànode (el pol positiu) i càtode (el pol negatiu), els quals estan bàsicament submergits en l'electròlit. L'electròlit posa en contacte els dos metalls i consisteix, generalment, en una dissolució salina o àcida.

Acumuladors: Energia Reversible i Recarregable

Són generadors estàtics que duen a terme la transformació d'energia química en energia elèctrica de forma reversible. Són elements que poden ser recarregats per tornar-los a fer servir.

La Capacitat de Piles i Acumuladors

La capacitat d'una pila o acumulador es defineix com el corrent constant que descarrega la bateria en 1 hora, és a dir, l'energia que proporciona en el procés de descàrrega. La capacitat s'expressa en ampers-hora (Ah) o mil·liampers-hora (mAh).

Tipus de Piles Galvàniques

A continuació, es detallen els tipus més comuns de piles galvàniques:

• Piles Seques o de Zinc-Carboni (Zn-C)

  Es constitueixen amb forma cilíndrica o plana i generen una força electromotriu d'1,5V. Per obtenir piles comercials amb tensions més elevades, es presenten connectades en sèrie: tres elements cilíndrics individuals per formar les famoses piles de petaca, amb tensions de 4,5V, o sis elements per obtenir una bateria de 9V. Es fan servir en aparells simples amb consum reduït (receptors de ràdio, rellotges electrònics...).

• Piles Alcalines de Zinc-Diòxid de Manganès (Zn-MnO₂)

  Són piles de tensió d'1,5V de llarga durada, que permeten proporcionar alimentació a aparells de major consum, com càmeres de fotos, reproductors de CD...

• Piles de Liti-Diòxid de Manganès

  Són piles amb electròlit orgànic i ànode de liti que proporcionen una tensió de 3V. Es caracteritzen per tenir una variació mínima de la seva tensió al llarg del temps i per ser capaces de subministrar una elevada energia de forma pulsativa. S'utilitzen en el flaix de fotografia, transmissors de seguretat i perifèrics...

• Piles Aire-Zinc

  Amb electròlit alcalí i càtode d'oxigen, són les piles que tenen la densitat d'energia més alta. Proporcionen una tensió d'1,4V i són molt utilitzades en audiòfons, instruments de monitoratge mèdic...

• Piles d'Òxid de Plata

  Tenen una elevada relació energia/massa i proporcionen una tensió d'1,55V. Són piles de tipus botó, serveixen per alimentar equips electrònics petits, com rellotges de polsera, calculadores, audiòfons...

Tipus d'Acumuladors i Bateries

A continuació, es descriuen els tipus d'acumuladors i bateries més rellevants:

• Bateries de Plom-Àcid

  Són les bateries dels vehicles. Es caracteritzen pel fet de ser molt robustes i per tenir capacitats elevades. Els seus elements constituents són acumuladors en carcasses individuals, formats per un ànode de plom, un càtode de diòxid de plom i un electròlit d'una dissolució d'àcid sulfúric en aigua.

• Acumuladors de Níquel-Cadmi

  Es basen en un sistema format per hidròxid de níquel, hidròxid de potassi i cadmi metàl·lic. Poden ser recarregats fins a unes mil vegades i tenen una vida útil de desenes d'anys.

• Acumuladors d'Ió de Liti

  Proporcionen una capacitat de càrrega de 3,6V. Tenen el desavantatge que són molt cars.

• Acumuladors de Níquel-Hidrur Metàl·lic

  Són semblants als acumuladors de níquel-cadmi i proporcionen una tensió d'1,2V per element, però en lloc de cadmi hi ha a l'ànode un aliatge metàl·lic capaç d'emmagatzemar hidrogen.