Batterie da 1,2 V: Uno Sguardo alla Chimica e alle Applicazioni
Le batterie elettriche sono componenti essenziali in molti dispositivi quotidiani. Capire la loro tensione, determinata principalmente dalla chimica e dal numero di celle, è fondamentale per il loro utilizzo efficace. In questo articolo, esploriamo le caratteristiche delle batterie da 1,2 V, con un focus particolare sulle batterie NiMH e NiCd.
Chimica e Tensione delle Batterie
La tensione di una batteria è influenzata dalla differenza di potenziale dei materiali che costituiscono gli elettrodi positivi e negativi nella reazione elettrochimica. Nel caso delle batterie NiMH (Nickel-Metal Hydride) e NiCd (Nickel-Cadmio), la tensione nominale per cella è di 1,2 V, con una tipica tensione di fine scarica di 1 V. La tensione totale della reazione redox è calcolata come E0 = 0,49 V – (-0,83 V) = 1,32 V.
Batterie NiMH
Le batterie NiMH sono composte da un elettrodo positivo di idrossido di nichel e un elettrodo negativo di un idruro metallico, un lega che assorbe idrogeno. Introdotte commercialmente nel 1989, sono diventate popolari in veicoli elettrici ibridi e rappresentano il 10% del mercato totale delle batterie ricaricabili. Rispetto alle batterie NiCd, le NiMH offrono il 40% in più di energia specifica, risultando in una capacità circa doppia. Un vantaggio significativo è l’assenza di cadmio tossico. La reazione globale durante la scarica è: NiO(OH) + MH → Ni(OH)2 + M.
Batterie Ni-Cd
Le batterie Ni-Cd utilizzano idrossido di nichel Ni(O)(OH) come catodo e cadmio metallico come anodo. Hanno un’impedenza interna bassa, che si traduce in elevate capacità di potenza, ma una capacità di immagazzinamento energetico inferiore rispetto ad altri sistemi di batterie. Il principale svantaggio è il contenuto di cadmio, estremamente tossico. La reazione globale durante la scarica è: 2NiOOH + Cd + 2H2O → 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2.
Altre Tipologie di Batterie
Oltre alle batterie NiMH e Ni-Cd, esistono molte altre tipologie di batterie, ciascuna con le proprie caratteristiche e applicazioni. Ad esempio, le batterie al litio hanno una tensione per cella di circa 3,6 V, superiore a quella delle batterie NiCd, NiMH e alcaline standard. Inoltre, le batterie alcaline (AAA o AA) hanno una tensione a circuito aperto di 1,5 V, mentre le ricaricabili (NiMh o NiCd) partono da 1,2 V.
Le dimensioni e i formati delle batterie variano ampiamente, da quelle piccole come le CR2032 alle più grandi come le 21700. La chimica delle batterie si divide in primarie (non ricaricabili) e secondarie (ricaricabili), e le loro applicazioni spaziano dai dispositivi UPS alle auto elettriche.
Conclusioni
Comprendere la chimica e il funzionamento delle batterie è cruciale per sfruttare al meglio la loro potenza. Le batterie da 1,2 V, come le NiMH e Ni-Cd, offrono vantaggi e svantaggi unici, adattandosi a specifiche esigenze e applicazioni. La scelta della batteria giusta dipende dall’applicazione, dalla capacità richiesta e da considerazioni ambientali.
