Las baterías son sistemas que almacenan energía química y luego la liberan como energía eléctrica cuando se conectan a un circuito. Las baterías pueden estar hechas de muchos materiales, pero todas comparten tres componentes principales: un ánodo de metal, un cátodo de metal y un electrolito entre ellos. El electrolito es una solución iónica que permite que la carga fluya a través del sistema. Cuando se conecta una carga, como una bombilla, se produce una reacción de oxidación-reducción que libera electrones del ánodo mientras que el cátodo gana electrones (ver referencia 1).
Las baterías pueden ser muy sencillas. Las papas contienen suficiente ácido fosfórico para actuar como electrolito y puede usarlas para hacer una batería simple de bajo voltaje. A hacer una batería de papa, necesitará un trozo de zinc, como un clavo cincado, y un trozo de cobre, como un alambre de cobre o un centavo. Pegue ambos elementos en la papa y conéctelos a lo que desee alimentar, como un reloj o una luz LED. El zinc actúa como ánodo, el cobre actúa como cátodo y tienes una batería. También funcionará con el ácido cítrico en un limón (ver referencias 2 y 5).
No necesita productos para fabricar una batería simple. Una de las primeras baterías, inventada por Alessandro Volta, es la pila voltaica. Es una pila de láminas alternas de zinc y cobre separadas por papel empapado en agua salada o vinagre, creando una serie de celdas de batería delgadas. La conexión de cables desde la parte superior e inferior de la pila a una carga completa el circuito. El voltaje producido es limitado porque el peso de la pila puede eventualmente exprimir el electrolito de entre las capas inferiores (ver referencias 3 y 5).
Si necesita más voltaje, haga una celda de Daniell, inventada por John Fredric Daniell. Una celda de Daniell está formada por una tira de cobre en una solución de sulfato de cobre y una tira de zinc en una solución de sulfato de zinc. Un puente de sal conecta las dos soluciones de electrolitos. Las celdas se pueden unir en serie para voltajes más altos. Al igual que con otras baterías simples, el zinc pierde electrones mientras que el cobre gana electrones (véanse las referencias 4 y 5).
Las baterías disponibles comercialmente utilizan una variedad de metales y electrolitos. Los ánodos pueden estar hechos de zinc, aluminio, litio, cadmio, hierro, plomo metálico, lantánido o grafito. Los cátodos pueden estar hechos de dióxido de manganeso, óxido de mercurio, oxihidróxido de níquel, dióxido de plomo u óxido de litio. El hidróxido de potasio es el electrolito que se usa en la mayoría de los tipos de baterías, pero algunas baterías usan cloruro de amonio o zinc, cloruro de tionilo, ácido sulfúrico u óxidos de metales litiados. La combinación exacta varía según el tipo de batería. Por ejemplo, las pilas alcalinas comunes de un solo uso utilizan un ánodo de zinc, un cátodo de dióxido de manganeso e hidróxido de potasio como electrolito (consulte la referencia 6).
