Pile alcaline

Gli studi sulle pile alcaline iniziarono negli anni ’50 dello scorso secolo per risolvere alcuni dei problemi che si presentavano con le pile zinco-carbonio e furono inventate dall’ingegnere canadese Lewis Urry.

Come suggerisce il nome, questi tipi di pile utilizzano elettroliti alcalini come idrossido di potassio.

In una pila alcalina l’anodo è costituito da zinco mentre il catodo da ossido di manganese (IV).

Durante il funzionamento del dispositivo vengono consumati Zn e MnO2 mentre la concentrazione di KOH non varia nel tempo in quanto esso viene sia utilizzato che prodotto nel corso della reazione in uguale quantità.

La presenza dell’idrossido di potassio è di rilevante importanza sia perché non si verifica produzione di gas durante il funzionamento sia perché non si verificano cadute di tensione che rimane costante nel tempo anche sotto un carico consistente.

La polvere di zinco e di ossido di manganese (IV) sono immerse in una pasta gelatinosa di KOH e sono separate da una membrana che consente il passaggio di ioni ma non delle due sostanze polverizzate.

Le semireazioni che avvengono sono:

anodo: Zn(s) + 2 OH(aq)→ ZnO(s) + H2O(l) + 2 e   E° = + 1.28 V

catodo: 2 MnO2(s) + H2O(l) + 2 e  → Mn2O3(s) + 2 OH(aq)   E° = + 0.15 V

La reazione complessiva è quindi:

Zn(s) + 2 MnO2(s) → ZnO(s) + Mn2O3(s)  con un potenziale di + 1.43 V

Le batterie alcaline hanno una maggiore densità di energia rispetto ad altri tipi di pile e ciò implica che, a parità di energia fornita durano più a lungo delle altre. Inoltre se non vengono utilizzate perdono solo il 5% della loro energia ogni anno quindi possono essere conservate a lungo.

Lo svantaggio delle pile alcaline rispetto alle altre è il costo maggiore che, tuttavia, appare compensato dal fatto che, oltre alla maggior durata sono particolarmente indicate in quelle applicazioni in cui vengono assorbite alte correnti come nel caso di macchine fotografiche e telecamere digitali.

Author: Chimicamo

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