Jan 24, 2022 Pageview:518
La electricidad bajo demanda es aceptada, almacenada y liberada por baterías y dispositivos similares. Potencial químico utilizado para almacenar energía en baterías, como lo es en muchas otras fuentes de energía cotidianas. Los troncos, por ejemplo, retienen energía en sus enlaces químicos hasta que se queman y se convierten en calor. Hasta que se transforma en energía mecánica en el motor de un automóvil, la gasolina es energía potencial química que se almacena. Del mismo modo, antes de que la electricidad pueda almacenarse en baterías, debe transformarse en un estado de potencial químico. Baterías formadas por dos terminales eléctricos llamados cátodo y ánodo que están separados por un electrolito. Una batería se conecta a un circuito externo para aceptar y liberar energía. Los iones (átomos o moléculas con carga eléctrica) se mueven a través del electrolito a medida que los electrones se mueven a través del circuito. Los electrones y los iones en una batería recargable pueden moverse en cualquier dirección a través del circuito y el electrolito. Cuando los electrones se mueven del cátodo al ánodo, aumentan la energía potencial química, cargando la batería; cuando los electrones se mueven en la dirección opuesta, convierten esta energía potencial química en electricidad en el circuito, descargando la batería. Durante la carga o descarga, los iones de carga opuesta se mueven a través del electrolito dentro de la batería para equilibrar la carga de los electrones que se mueven a través del circuito externo y producir un sistema recargable sostenible.
¿Cómo funcionan las baterías de iones de litio?
Una batería recargable de iones de litio, como cualquier otra batería, compuesta por uno o más compartimentos generadores de energía conocidos como celdas. Cada celda consta de tres partes: un electrodo positivo (conectado al terminal positivo o + de la batería), un electrodo negativo (conectado al terminal negativo o) y un químico llamado electrolito entre ellos. El electrodo positivo suele estar compuesto por el compuesto químico óxido de litio-cobalto (LiCoO2) o, en las baterías más nuevas, fosfato de hierro y litio (LiFePO4). El electrodo negativo generalmente está hecho de carbono (grafito) y el electrolito varía según el tipo de batería, pero no es particularmente importante para comprender cómo funciona la batería. Todas las baterías de iones de litio funcionan de manera similar. Cuando la batería se está cargando, el electrodo positivo de óxido de litio-cobalto libera algunos de sus iones de litio, que se mueven a través del electrolito hacia el electrodo de grafito negativo y permanecen allí. Durante este proceso, la batería absorbe y almacena energía. Cuando la batería se descarga, los iones de litio regresan a través del electrolito al electrodo positivo, generando la energía que alimenta la batería. Los electrones fluyen en dirección opuesta a los iones alrededor del circuito exterior en ambos casos. Los electrones no fluyen a través del electrolito; es efectivamente una barrera aislante para los electrones. Los iones (que se mueven a través del electrolito) y los electrones (que se mueven alrededor del circuito externo en la dirección opuesta) son procesos interconectados, y cuando uno se detiene, el otro lo sigue. Si los iones no pueden moverse a través del electrolito porque la batería se ha descargado por completo, los electrones no pueden moverse a través del circuito exterior y pierde energía. De manera similar, si apaga lo que sea que esté alimentando la batería, el flujo de electrones e iones se detiene. La batería efectivamente deja de descargarse a un ritmo rápido (pero continúa descargándose, a un ritmo muy lento, incluso con el aparato desconectado).
¿Qué tipo de energía produce una batería?
Una batería electroquímica genera electricidad mediante la combinación de dos metales diferentes en un compuesto químico conocido como electrolito. Un extremo de la batería conectado a uno de los metales, mientras que el otro extremo conectado al otro. Una reacción química entre los metales y el electrolito libera más electrones de un metal que del otro. El metal que libera más electrones adquiere carga positiva, mientras que el otro metal adquiere carga negativa. Los electrones fluyen a través del cable para equilibrar la carga eléctrica si un conductor eléctrico, o cable, conecta un extremo de la batería con el otro. Un dispositivo que utiliza electricidad para realizar un trabajo o realizar una tarea denominada carga eléctrica. Cuando una carga eléctrica, como una bombilla incandescente, se conecta a un cable, la electricidad puede realizar un trabajo a medida que fluye a través del cable y la bombilla. Los electrones fluyen desde el extremo negativo de la batería hasta el cable y la bombilla, y luego regresan al extremo positivo. Por lo que produce energía eléctrica.
¿Son las pilas un ejemplo de energía eléctrica?
Las cargas eléctricas en movimiento generan energía eléctrica. Estas partículas cargadas se conocen como electrones. Por lo tanto, las baterías son el mejor ejemplo de energía eléctrica. Una batería es un dispositivo que convierte la energía química en electricidad. Esto se conoce como electroquímica, y el sistema que soporta una batería se conoce como celda electroquímica. Una batería formada por una o más celdas electroquímicas (como en la pila original de Volta). Cada celda electroquímica compuesta por dos electrodos que se separan por un electrolito. Entonces, ¿de dónde viene la electricidad en una celda electroquímica? Para responder a esta pregunta, primero debemos definir la electricidad. La electricidad, en pocas palabras, es una forma de energía creada por el paso de electrones. Los electrones se producen en una celda electroquímica mediante una reacción química en un electrodo (¡más sobre los electrodos a continuación!) y luego fluyen hacia el otro electrodo, donde se agotan. Para comprender esto, debemos examinar los componentes de la célula.
Conclusión
Las baterías son valiosas como dispositivos que almacenan y transforman energía química en energía eléctrica. Desafortunadamente, la descripción tradicional de la electroquímica no especifica dónde o cómo se almacena la energía en una batería; las teorías basadas únicamente en el transporte de electrones demostraron fácilmente que eran inconsistentes con los hallazgos experimentales. Es importante destacar que la transferencia de átomos entre fases también está involucrada en la reducción de la energía de Gibbs en una reacción electroquímica en una batería. Se demuestra que dos contribuciones intuitivamente significativas a la energía eléctrica son significativas para celdas galvánicas simples o baterías con electrodos metálicos reactivos: I la diferencia entre las energías cohesivas de la red de los metales a granel, que refleja los enlaces metálicos y covalentes y explica la transferencia de átomos. El flujo de electrones produce una corriente eléctrica que puede usarse para hacer trabajo.
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