Le batterie sono sistemi che immagazzinano energia chimica e quindi la rilasciano come energia elettrica quando sono collegati a un circuito. Le batterie possono essere fatte da molti materiali, ma condividono tutti e tre i componenti principali: un anodo metallico, un catodo metallico e un elettrolita tra di loro. L'elettrolita è una soluzione ionica che consente alla carica di fluire attraverso il sistema. Quando viene collegato un carico, ad esempio una lampadina, si verifica una reazione di riduzione dell'ossidazione che rilascia elettroni dall'anodo mentre il catodo guadagna elettroni (vedere riferimento 1).
Batteria per patate
Le batterie possono essere notevolmente semplici. Le patate contengono abbastanza acido fosforico per agire come un elettrolita e puoi usarle per creare una semplice batteria a bassa tensione. Per fare una batteria di patate, avrai bisogno di un pezzo di zinco, come un chiodo placcato in zinco, e un pezzo di rame, come un filo di rame o un penny. Attacca entrambi gli elementi nella patata e attaccali a qualsiasi cosa tu voglia alimentare, come un orologio o una luce a LED. Lo zinco funge da anodo, il rame funge da catodo e tu hai una batteria. Funzionerà anche con l'acido citrico in un limone (vedi riferimenti 2 e 5).
Voltaic Pile
Non è necessario produrre per fare una semplice batteria. Una delle prime batterie, inventata da Alessandro Volta, è la pila voltaica. È una pila di fogli di zinco e rame alternati separati da carta imbevuta di acqua salata o aceto, creando una serie di celle di batteria sottili. Il collegamento dei cavi dalla parte superiore e inferiore della pila a un carico completa il circuito. La tensione prodotta è limitata perché il peso della pila può eventualmente spremere l'elettrolito tra gli strati più bassi (vedere i riferimenti 3 e 5).
Cellula di Daniell
Se hai bisogno di più voltaggio, crea una cella di Daniell, inventata da John Fredric Daniell. La cellula di Daniell è costituita da una striscia di rame in una soluzione di solfato di rame e una striscia di zinco in una soluzione di solfato di zinco. Un ponte salino collega le due soluzioni elettrolitiche. Le celle possono essere collegate insieme in serie per tensioni più elevate. Come con altre semplici batterie, lo zinco perde elettroni mentre il rame guadagna elettroni (vedi riferimenti 4 e 5).
Materiali per batterie commerciali
Le batterie disponibili in commercio utilizzano una varietà di metalli ed elettroliti. Gli anodi possono essere fatti di zinco, alluminio, litio, cadmio, ferro, piombo metallico, lantanide o grafite. I catodi possono essere fatti di biossido di manganese, ossido di mercurio, ossidrossido di nichel, biossido di piombo o ossido di litio. L'idrossido di potassio è l'elettrolita utilizzato nella maggior parte dei tipi di batterie, ma alcune batterie utilizzano cloruro di ammonio o zinco, cloruro di tionile, acido solforico o ossidi di metallo litio. La combinazione esatta varia a seconda del tipo di batteria. Ad esempio, le comuni batterie alcaline monouso utilizzano un elettrodo di zinco, un catodo di biossido di manganese e l'idrossido di potassio come elettrolita (vedere riferimento 6).
