Come è fatta una pila elettrica spiegata ai bambini
Come è fatta una batteria
A metà marzo del 2022, il nostro team editoriale ha ricevuto un meme molto diffuso che contiene un misto di affermazioni vere, false e non provate. In poche parole, il post sosteneva che i veicoli elettrici ecologici (EV) fossero dannosi per l'ambiente e presentava diversi "fatti" vaghi e non supportati nel tentativo di sostenere l'argomento.
L'intero post è troppo lungo per essere condiviso in questa sede, ma di seguito abbiamo suddiviso le principali affermazioni. Per aiutarci a valutarle, abbiamo parlato con Elena Krieger, direttore della ricerca di PSE Healthy Energy, un istituto di ricerca e politica multidisciplinare che si occupa dell'adozione di politiche energetiche basate sull'evidenza.
È vero che le batterie immagazzinano l'elettricità prodotta altrove, ma la generazione di tale elettricità dipende dalla rete elettrica a cui la batteria è collegata. (Per ulteriori informazioni su questo argomento, leggere "Energy Storage: How It Works and Its Role in an Equitable Clean Energy Future", dell'Union of Concerned Scientists).
La California ha progettato specificamente il suo Programma di incentivazione dell'autogenerazione (SGIP) per incoraggiare la ricarica nei momenti in cui le emissioni della rete sono basse, ha sottolineato Krieger. Come ha scritto Jeff St. John in un articolo per Green Tech Media, l'obiettivo di progetti come lo SGIP è quello di incentivare le tecnologie di produzione di energia che contribuiscono meno alle emissioni di gas serra, come il solare o l'eolico, rispetto ai combustibili fossili. La tecnologia è oggetto di controversie, come il timore che i generatori alimentati a gas naturale non riducano il consumo di combustibili fossili.
Come fa una batteria a produrre elettricità per i bambini?
Gli elettroni vengono raccolti da un'asta metallica all'interno della cella, che li fa fluire dalla parte inferiore della cella (il terminale negativo), attraverso i fili fino alla lampadina (che si accende) e poi di nuovo nella parte superiore della cella (il terminale positivo). Questa reazione produce circa 1,5 volt di elettricità.
Come viene realizzata una batteria, passo dopo passo?
Le celle sono collegate con un metallo (solitamente piombo) che conduce l'elettricità. I terminali, o pali, (solitamente in piombo) sono saldati. La batteria viene quindi riempita con l'elettrolita, o liquido per batterie, una miscela di acido solforico e acqua, e il coperchio viene fissato. La fase finale è la carica, o finitura.
Di cosa è fatta una batteria per bambini?
Una batteria è una cella costituita da tre componenti e sostanze chimiche: un anodo (il lato "-" della batteria), un catodo (il lato "+" della batteria) e un elettrolita che reagisce con l'anodo e il catodo.
Come creare una batteria chimica
Immaginate un mondo senza batterie. Tutti i dispositivi portatili da cui dipendiamo sarebbero così limitati! Potremmo portare i nostri computer portatili e i nostri telefoni solo fino alla portata dei loro cavi, rendendo inutile la nuova applicazione per la corsa che avete appena scaricato sul vostro telefono.
Per fortuna abbiamo le batterie. Nel 150 a.C., in Mesopotamia, la cultura partica utilizzava un dispositivo noto come batteria di Baghdad, composto da elettrodi di rame e ferro con aceto o acido citrico. Gli archeologi ritengono che non si trattasse di batterie vere e proprie, ma che fossero utilizzate principalmente per le cerimonie religiose.
L'invenzione della batteria così come la conosciamo è attribuita allo scienziato italiano Alessandro Volta, che mise insieme la prima batteria per dimostrare una tesi a un altro scienziato italiano, Luigi Galvani. Nel 1780, Galvani aveva dimostrato che le zampe delle rane appese a ganci di ferro o di ottone si contraevano quando venivano toccate con una sonda di un altro tipo di metallo. Egli riteneva che ciò fosse causato dall'elettricità proveniente dai tessuti delle rane e la chiamò "elettricità animale".
Come funzionano le batterie: spiegazione semplice
Per batteria si intendono due o più celle umide o secche collegate in serie per ottenere più tensione o in parallelo per ottenere più corrente, anche se spesso si chiama batteria una cella. Le batterie AA, AAA, C e D hanno tutte 1,5 volt. Il voltaggio di una pila dipende dalle sostanze chimiche utilizzate, mentre la quantità di energia o di corrente che può fornire dipende anche dalle dimensioni della pila; una pila più grande di un determinato tipo può fornire più ampere o per un tempo più lungo.
Le reazioni chimiche che avvengono in una batteria sono reazioni esotermiche e, quindi, producono calore. Ad esempio, se si lascia acceso il computer portatile per molto tempo e poi si tocca la batteria, questa risulterà calda o bollente. Tuttavia, le batterie utilizzate nei computer portatili si chiamano batterie al litio e presentano un rischio di incendio (alcuni anni fa, i computer portatili dell'Dell alimentati da batterie al litio hanno iniziato a prendere fuoco, anche se si è trattato di un evento raro).
Le batterie ricaricabili si ricaricano invertendo la reazione chimica che avviene all'interno della batteria. Tuttavia, una batteria ricaricabile può essere ricaricata solo per un determinato periodo di tempo (durata di ricarica). Anche gli iPod, con batterie integrate, non possono essere ricaricati per sempre. Inoltre, ogni volta che si ricarica una batteria, la sua capacità di mantenere la carica si degrada un po'. Non tentate mai di ricaricare una batteria non ricaricabile: gli acidi della batteria all'interno molto probabilmente fuoriescono.
Come fa una batteria a far funzionare il giocattolo
Quando le batterie agli ioni di litio hanno debuttato negli anni '90, sono state rivoluzionarie: Si ricaricavano in poche ore o meno e rendevano i nostri moderni computer e telefoni veramente portatili. Ma a distanza di tre decenni, la tecnologia delle batterie deve essere aggiornata, poiché la dura realtà del cambiamento climatico fa sì che le batterie agli ioni di litio non debbano alimentare solo i nostri dispositivi, ma anche le nostre automobili. È molto più difficile.
Le batterie agli ioni di litio sono diventate la forma di accumulo di energia preferita perché hanno una densità energetica estremamente elevata, il che significa che possono immagazzinare molta energia in un volume relativamente piccolo. Il litio stesso è il metallo più leggero della tavola periodica, il che rende le batterie agli ioni di litio estremamente portatili. Da quando questa tecnologia è stata incorporata nei veicoli elettrici (EV), però, queste batterie sono state spinte al limite.
Possono essere caricate e scaricate solo un certo numero di volte e potremmo aver raggiunto il limite massimo della loro capacità di immagazzinamento. Questa è una delle maggiori preoccupazioni dei cittadini nei confronti dei veicoli elettrici, poiché una maggiore capacità equivale a una maggiore autonomia di guida. Le batterie, inoltre, occupano un'enorme quantità di spazio nelle auto che abbiamo già, il che significa che non possiamo semplicemente aggiungere altre batterie per ottenere una maggiore autonomia.