Definición de Batería

Ángel Zamora Ramírez
Licenciado en Física

Una batería es un dispositivo eléctrico que utiliza celdas electroquímicas para generar una corriente eléctrica a partir de reacciones químicas cuando la batería es conectada. De esta manera una batería proporciona electricidad a otros dispositivos, además, una batería puede ser no recargable o recargable.

Las baterías actualmente las podemos encontrar en un sinfín de lugares. Desde los dispositivos electrónicos que usamos diariamente hasta los medios de transporte que nos permiten movernos de un lugar a otro. Las baterías llegaron a revolucionar muchos aspectos de nuestra vida al proporcionarnos una fuente de energía, pero también fueron de gran utilidad para el estudio de la electricidad y de la química.

Historia: La primera batería

Los fenómenos eléctricos han intrigado a la humanidad desde su origen. En la Antigua Grecia los filósofos de la época trataron de entender porque cuando un trozo de ámbar se frotaba con seda despedía pequeñas chispas. Recién en el Siglo XVII la electricidad comenzó a estudiarse rigurosamente utilizando el método científico.

En 1754 Benjamin Franklin realizó su famoso experimento en el que ató una llave de cobre a una cometa durante una cometa y se dio cuenta que la llave despedía chispas como si de un rayo se tratase. Fue así que Benjamin Franklin propuso que lo observado por los griegos y los rayos eran parte de un mismo fenómeno, además, intuyó que debían existir dos “tipos de electricidad”. Durante ese mismo siglo, el italiano Luigi Galvani tenía la idea de que los animales subsistían gracias a una “electricidad animal”.

Galvani observó que las patas de una rana diseccionada se contraían si había una máquina de electricidad estática cerca y lo mismo pasaba si colgaba una de las patas con un gancho de cobre sujeto a una barra de hierro. Galvani pensaba que esta electricidad provenía de la rana. Estas observaciones que hizo Galvani llegaron a oídos del filósofo natural Alessandro Volta, quien tenía una amplia experiencia con los fenómenos eléctricos. En 1775 inventó el electróforo, se trataba de una especie de capacitor que servía para obtener electricidad instantánea. Volta pensó que en el experimento de Galvani el contacto entre dos metales distintos, cobre y hierro en este caso, era lo que producía la electricidad que contraía las patas de la rana.

Volta descubrió que el contacto entre dos metales distintos no generaba mucha electricidad, pero si era la suficiente para generar una especie de hormigueo cuando entraban en contacto con la lengua. Fue así que a Volta se le ocurrió que quizá la cantidad de electricidad generada podía magnificarse si encontraba la manera de unir varios pares de estos metales en contacto.

Volta puso un disco de zinc sobre un disco de cobre y encima de este par de discos colocó cartón mojado con agua salada, después repitió esta secuencia de cobre-zinc-cartón hasta formar una especie de torre o “pila” que tenía un disco complementario de zinc en la base y otro de cobre en la cima. Esto fue lo que más tarde se conoció como “pila voltaica” y fue la antecesora de las baterías modernas. La pila de Volta no generaba más que unos cuantos Voltios, unidad de medida del potencial eléctrico nombrado así en su honor, pero si eran los suficientes para generar una chispa cuando sus extremos eran conectados con un alambre.

Estos experimentos con la pila voltaica los llevó a cabo en 1799, en 1800 Volta dio a conocer los resultados al presidente de la Royal Society Joseph Banks y un años después hizo una demostración de ello ante Napoleón Bonaparte. Pronto los hallazgos de Alessandro Volta se difundieron por toda Europa y su nueva invención le brindó a la comunidad científica una nueva herramienta para estudiar los fenómenos eléctricos. Además, este descubrimiento de Volta también permitió clasificar químicamente a los metales de una manera distinta.

¿Cómo funciona una batería?

Una batería funciona básicamente con reacciones de oxidación y reducción. Decimos que algo se oxida cuando pierde electrones, por el contrario, cuando una sustancia gana electrones decimos que se reduce. Por ejemplo, cuando el cobre entra en contacto con el zinc, este último se oxida y cede electrones al cobre, el cuál se reduce. Esta reacción de oxidación – reducción genera una corriente eléctrica entre ambos metales.

En la pila voltaica, el agua salada en el cartón actúa como un “electrolito”. Este electrolito previene que la reacción de oxidación – reducción entre el zinc y el cobre ocurra de manera espontánea y una vez que ocurre asegura la neutralidad de la carga eléctrica. Cuando los extremos de la pila voltaica eran conectados con un alambre se generaba una corriente eléctrica como consecuencia de todo esto. Las baterías modernas funcionan bajos estos mismos principios sólo que utilizan una disposición distinta en forma de cilindro.

El contorno de una batería es el metal oxidante mientras que el metal que se reduce se encuentra sumergido en una pasta alcalina que actúa como electrolito. Esta reacción de oxidación – reducción no puede llevarse de manera indefinida y es cuando la batería se acaba. Afortunadamente hemos encontrado la manera de regresar esos electrones a su lugar original creando así baterías recargables que tienen una vida más larga. Aunque este proceso tampoco se puede llevar indefinidamente y la batería termina perdiendo su capacidad.

Por: Ángel Zamora Ramírez. Licenciado en Física egresado de la Universidad de Colima. Maestro en Ciencias en Ingeniería y Física Biomédicas egresado del CINVESTAV. Amante de la divulgación científica.

Art. actualizado: Diciembre 2023; sobre el original de octubre, 2011.

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