Che Tipo di Cella Genera Corrente Elettrica?

La corrente elettrica è generata in un tipo di cella elettrochimica chiamata voltaica, o galvanica. Le celle voltaiche usano una reazione chimica per produrre corrente elettrica, ovvero il movimento di particelle cariche (elettroni o ioni) attraverso un conduttore. Queste celle si creano ponendo elettrodi metallici in una camera di elettroliti, come un ponte salino, per causare una reazione chimica che produce corrente.

Celle a Combustibile

Poiché le celle voltaiche generano elettricità tramite reazione chimica, sono anche chiamate celle a combustibile. Ogni cella è composta da un elettrodo positivo e uno negativo (anodo e catodo). Zinco e rame sono normalmente usati per anodo e catodo. Presenti anche un elettrolita, che trasporta particelle cariche tra gli elettrodi, e un catalizzatore, che accelera la reazione agli elettrodi.

Funzionamento

Per produrre corrente, ioni solfato devono muoversi tra anodo e catodo (da sinistra a destra) per bilanciare un flusso elettronico esterno. Questa è la reazione elettrochimica necessaria. Atomi di idrogeno entrano all'anodo dove vengono privati degli elettroni e ionizzati. Ossigeno entra al catodo. Gli elettroliti permettono solo il passaggio degli ioni appropriati tra anodo e catodo per generare corrente. Poca o nessuna inquinamento: l'unico sottoprodotto è acqua.

Tipi di Cella

Diversi tipi di celle voltaiche (o a combustibile) possono produrre corrente elettrica. Ognuna funziona leggermente diversamente. Celle alcaline usano idrogeno e ossigeno compressi e soluzione di idrossido di potassio. Celle a carbonato fuso usano composti di sali o carbonati come elettrolita. Celle a fosforico usano acido fosforico. Componenti interni devono essere non corrosivi. Celle a membrana a scambio protonico (PEM) usano una sottile lamina permeabile e operano a basse temperature. Celle a ossido solido usano un composto ceramico di ossidi metallici come elettrolita. Temperature operative molto alte. Il calore di scarto genera spesso elettricità addizionale.

Fotovoltaico

Un sottotipo di celle voltaiche sono le celle fotovoltaiche, che generano elettricità convertendo la luce a livello atomico. Le celle solari, nome comune per fotovoltaiche, sono composte da una giunzione PN e una grande superficie. La corrente si genera nella zona di svuotamento della giunzione PN. Fotoni di luce liberano elettroni diffusi in questa area, creando un elettrone libero e una lacuna. Entrambi hanno energia sufficiente per uscire da questa zona, creando elettricità.