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Un generador electroquímico es un tipo de generador eléctrico que convierte directamente la energía química almacenada en sustancias químicas en una corriente eléctrica, mediante una reacción química,[1] sin pasar por otros tipos de energía como energía térmica, mecánica o magnética.
El primer generador electroquímico fue la pila de Volta. Su desarrollo ha sido muy amplio debido a las aplicaciones tan diversas y cotidianas que poseen.
El más sencillo de los generadores electroquímicos es la celda electroquímica que genera una corriente eléctrica con una diferencia de potencial o fuerza electromotriz de aproximadamente 1 a 2 voltios, a partir de una reacción de oxidación-reducción.
Una clasificación simple de los generadores electroquímicos los divide en función de si los reactivos se almacenan dentro o fuera del propio dispositivo:[2]
También podemos tipificarlos por algunas de sus características, como el hecho de ser sistemas simples (celda o elemento) o compuestos (baterías), o también por su capacidad para ser regenerados o "recargados" tras el agotamiento producido por su uso (posible en los acumuladores pero no en las pilas normales).
Aunque no siempre se usan con propiedad estos términos, conviene especificar su significado y sus diferencias:
Celda electroquímica (elemento) | Batería de seis elementos | Generador abierto |
---|---|---|
Celda voltaica con puente salino (aprox. 1,5 V) |
Batería de automóvil (acumulador de 12 V.) |
Pila de combustible de hidrógeno (12 V) |
Pilas de un solo uso | Batería recargable | Aplicación de la pila de combustible |
---|---|---|
Pilas alcalinas de diferente tamaño y voltaje. |
Batería de ion litio (acumulador recargable) |
Coche con motor eléctrico alimentado por pila de combustible |
Aunque se pueden establecer conexiones mixtas, existen dos formas básicas de agrupar o conectar entre sí los elementos o generadores electroquímicos:[4]
Se une el electrodo negativo de un elemento con el electrodo o polo positivo del siguiente. La fuerza electromotriz del conjunto equivale a la suma de todas ellas. Permite obtener mayores diferencias de potencial aunque la resistencia interna del conjunto también es la suma de las resistencias de todos los elementos.
En serie | En paralelo |
---|---|
Veq = V1 + V2 + V3 + V4 = 1,5 V + 1,5 V + 1,5 V + 1,5 V = 6,0 V |
Veq = V1 = V2 = V3 = V4 = 1,5 V (larga duración) |
Se unen todos los electrodos negativos entre sí y también todos los electrodos o polos positivos entre sí. La fuerza electromotriz del conjunto equivale a la de cada una de ellas, si son todas iguales. El conjunto tiene menos resistencia interna y mayor duración. La Intensidad en el agrupamiento es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a la resistencia
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