Celdas Electroquímicas y Baterías: Tipos, Funcionamiento y Usos

¿Qué es un Puente Salino?

Un puente salino, en química, es un dispositivo de laboratorio utilizado para conectar las semiceldas de oxidación y reducción de una celda galvánica (o pila voltaica), un tipo de celda electroquímica.

Aplicaciones de las Celdas Electroquímicas

Las celdas electroquímicas tienen diversas aplicaciones, entre las que destacan:

• Aplicaciones biomédicas: músculos artificiales, nervios artificiales.
• Baterías.
• Biosensores.
• Espejos inteligentes.
• Filtros ópticos.
• Pantallas planas y dispositivos de visualización.

Importancia de las Reacciones Redox en la Biología

Solemos pensar que las reacciones de oxidación-reducción (o reacciones redox) pertenecen solamente al ámbito de la química. Sin embargo, en las células vivas la reducción simplemente consiste en una ganancia de electrones y la oxidación en una pérdida de electrones. Las reacciones redox son importantes para una amplia variedad de procesos bioquímicos. Los desequilibrios en las reacciones redox celulares han sido vinculados a varias enfermedades, por lo que mantener el balance de estas reacciones es fundamental para nuestra salud.

Pila de Daniell

La Pila de Daniell es un ejemplo clásico de celda galvánica. En su modelo moderno con puente salino, se construye separando las dos semirreacciones en dos recipientes diferentes: en uno de ellos hay un electrodo de cobre en una disolución de sulfato de cobre; en el otro recipiente hay una barra de zinc en una disolución de sulfato de zinc.

Tipos de Baterías

Pilas Recargables

Una pila recargable es un grupo de una o más celdas electroquímicas secundarias. Las baterías recargables pueden ofrecer beneficios económicos y ambientales en comparación con las pilas desechables. Algunos tipos de baterías recargables están disponibles en los mismos tamaños que los tipos desechables. Aunque las pilas recargables tienen un mayor costo inicial, pueden ser recargadas muchas veces.

Pila de Níquel-Cadmio

La pila de níquel-cadmio es una batería recargable de uso doméstico e industrial. Cada vez se usan menos (a favor de las baterías de NiMH) debido a su efecto memoria y al cadmio, que es muy contaminante. Sin embargo, poseen algunas ventajas sobre el NiMH, como por ejemplo los ciclos (1 ciclo = 1 carga y descarga) de carga, que oscilan entre los 1000 y 1500 ciclos (mayor vida útil). En condiciones estándar, dan un potencial de 1,3 V (tensión de trabajo nominal 1,2 V).

Pila de Cobre

La pila de cobre es una celda electroquímica que obtiene la energía eléctrica a partir de reacciones redox espontáneas que tienen lugar dentro de la misma. Por lo general, consta de dos metales diferentes conectados por un puente salino, o semiceldas individuales separadas por una membrana porosa. Volta fue el inventor de la pila voltaica, la primera pila eléctrica.

Batería de Automóvil

La batería de automóvil es un acumulador y proporciona la energía eléctrica para el motor de arranque de un motor de combustión, como por ejemplo de un automóvil, de un alternador del motor o de la turbina de gas de un avión. A la batería eléctrica usada como fuente de energía para la tracción de un vehículo eléctrico se le denomina batería de tracción. Los vehículos híbridos pueden utilizar cualquiera de los dos tipos de baterías. Las baterías están compuestas por un circuito en línea de células acumuladoras de plomo con un voltaje nominal de 2,12 V (voltios) por unidad. Para conseguir un voltaje nominal de 6 o bien de 12 V se necesita un circuito en línea de tres o bien seis células por batería. Algunos camiones puede precisar de baterías de 24 V, que no es otra cosa que un circuito en línea con dos baterías de 12 V. Las baterías se dividen en baterías de líquido (ácido), de vellón y de gel.