Historia

Artículo principal: Historia de la pila

Alessandro Volta comunica su invento de la pila a la Royal London Society, el 20 de marzo de 1800.

Johann Wilhelm Ritter construyó su acumulador eléctrico en 1803. Como muchos otros que le siguieron, era un prototipo teórico y experimental, sin posible aplicación práctica.

John Frederic Daniell inventa en 1836 la pila Daniell, a partir de la pila de Volta para evitar la acumulación de hidrógeno.

William Robert Grove inventa en 1844 la pila Grove, como una versión más potente de la pila Daniell. Fue muy empleada en las redes telegráficas de América hasta 1860.

En 1860, Gaston Planté construyó el primer modelo de batería de plomo-ácido con pretensiones de ser un aparato utilizable, lo que no era más que muy relativamente, por lo que no tuvo éxito. A finales del siglo XIX, sin embargo, la electricidad se iba convirtiendo rápidamente en artículo cotidiano, y cuando Planté volvió a explicar públicamente las características de su acumulador, en 1879, tuvo una acogida mucho mejor, de modo que comenzó a ser fabricado y utilizado casi inmediatamente, iniciándose un intenso y continuado proceso de desarrollo para perfeccionarlo y soslayar sus deficiencias, proceso que dura hasta nuestros días.

En 1887, Carl Gassner patentó la denominada "pila seca", ya que no tiene un electrólito líquido libre, sino una pasta de yeso de París. Paralelamente, en 1887 Federico Guillermo Luis Hellesen desarrolló su propio diseño de pila seca. Se ha afirmado que el diseño de Hellesen precedió al de Gassner. La primera pila fabricada en masa para el público en general surgió del modelo de Gassner, sustituyendo el yeso de París por cartón en espiral y con los electrodos de zinc y carbono.

En 1899, el científico sueco Waldemar Jungner, inventó el acumulador de níquel-cadmio (Ni-Cd), una batería recargable que tenía electrodos de níquel y cadmio en una disolución de hidróxido de potasio (potasa cáustica, KOH). Se comercializó en Suecia en 1910 y llegó a Estados Unidos en 1946. El propio Jungner experimentó con sustituir el cadmio por hierro en diferentes proporciones, trabajo que fue recogido posteriormente por Thomas Alva Edison

Thomas Alva Edison patentó en 1903, basado en el trabajo de Jungner, otro tipo de acumulador con electrodos de hierro y níquel, cuyo electrólito es la potasa cáustica (KOH). Empezaron a comercializarse en 1908 y aún se producen tanto los modelos originales como modelos evolucionados de otros fabricantes.

En 1955, el ingeniero Lewis Urry, intentando encontrar una manera de extender la vida de las baterías de zinc-carbono, modificó los electrodos de las alcalinas, más caras. La batería de Urry se componía de un cátodo de dióxido de manganeso y

un ánodo de zincen polvo con un electrólito alcalino. Estas baterías salieron al mercado en 1959.

La experimentación con pilas de litio comenzó en 1912 con G. N. Lewis, pero no fue hasta la década de 1970 cuando se vendieron las primeras baterías de litio. Se emplean actualmente diversas pilas con litio en el ánodo y diferentes sustancias en el cátodo (sulfuro de hierro, dióxido de manganeso, dióxido de azufre, cloruro de tionilo, monofluoruro de carbono).

Pese a desarrollarse la tecnología de niquel-hidrógeno en los años 70, para satélites de comunicaciones comerciales, las primeras pilas recargables de níquel metal hidruro (NiMH) de grado consumidor para pequeños usos aparecieron en el mercado en 1989.

En la década de 1980, el químico estadounidense John B. Goodenough dirigió un equipo de investigación de Sony que produciría finalmente la batería de iones de litio, recargable y más estable de la batería de litio puro. En 1996, se lanzó al mercado la batería de polímero de ion de litio, en la que su electrólito se aloja en un polímero sólido compuesto, y los electrodos y los separadores se laminan entre sí, lo que permite envolturas flexibles.

La batería: historia, desarrollo.

Es posible que en tiempos muy remotos la gente ya hubiera explorado y probado la electricidad. Una batería muy rudimentaria de hace miles de años fue encontrada cerca de Baghdad en 1932.

Era una batería que contenía un núcleo de hierro insertado en cilindro delgado de cobre. Tal vez fue diseñada para almacenar electricidad estática.

La historia de esta antigua batería tal vez nunca la sepamos, pero lo que si se sabe es que en la antigua Grecia ya se conocía el efecto que tenía una pieza de ámbar cuando era frotado con otro material: tenía la propiedad de atraer cuerpos ligeros

Pero la historia de la batería es mucho mas reciente. Alrededor de los años 1800, Alessandro Volta (de quien obtenemos el nombre de la unidad de medición de la diferencia de potencial: voltios) profesor de filosofía natural en la universidad de Pavia, construyó el primer aparato conocido que generó corriente continua.

Lo que hizo fue poner dos pequeños discos del tamaño de una moneda pequeña, uno de plata y el otro de zinc en un recipiente, separados por un material esponjoso como el cuero. Todo este conjunto estaba sumergido en agua salada o en otra solución alcalina.

A este conjunto le podemos llamar una pila. Volta después de dio cuenta de que si ponía estas pilas una seguida de otra, unidas por tiras de metal se lograba que el voltaje final fuera mayor.

En 1813, Sir Humphrey Davy conecto una batería gigante en el sótano de la Sociedad Real Británica. Esta batería estaba hecha de 2,000 pares de platinas y tenía el tamaño de mas o menos 100 m2 . Con esta batería realizó muchos experimentos que permitieron un más profundo conocimiento de la naturaleza de la electricidad.

Michael Faraday estaba utilizando pilas voltaicas para realizar estudios en electricidad y magnetismo. Descubrió que enviando corriente por un conductor, un campo magnético se inducía en un conductor paralelo (el inicio del electromagnetismo). Continuando con sus estudios y experimentos Faraday descubrió en 1831 que un magneto en movimiento podía generar electricidad en un conductor cercano. De esta manera se dio nacimiento al dinamo.

Poco a poco los científicos fueron mejorando la idea original de la batería de Volta y en 1860 George Leclanche de Francia desarrollo la primera batería utilizada ampliamente (la célula de zinc carbón) El ánodo era de zinc y una aleación de mercurio y el cátodo era un compuesto de dióxido de magnesio y un poco de carbón . Ambos: ánodo y cátodo fueron sumergidos en una solución de cloruro de amonio, que actuaba como electrolito. El sistema fue llamado: "la célula mojada".

Aunque la idea de Leclanche era barata fue desplazada en 1880 por la célula seca

En el año 1920 un joven científico, Samuel Ruben y un también joven empresario llamado Philip Rogers Mallory se conocieron cuando Ruben visitó la fabrica de Mallory buscando un equipo que necesitaba para un experimento. Juntos vieron el futuro en sus proyectos y unieron la inventiva de uno con el poder de manufactura del otro. Esta unión que se mantuvo hasta la muerte de Mallory en 1975 fue la base de la empresa que todos conocen: Duracell International.

Las invenciones de Samuel Rubens revolucionaron la tecnología de las baterías. El creo la célula de mercurio que era mucho mas eficiente que la que se utilizaba antes de zinc carbón. Este invento fue especialmente útil en la segunda guerra mundial.

En el año 1950 Samuel Ruben mejoró la batería alcalina de magnesio haciéndola más resistente, compacta y de una gran duración.

La empresa Kodak introdujo cámaras con flash incorporado y necesitaba este tipo de pilas pero en el tamaño AAA. La empresa Mallory las creó.

La demanda en el mercado fotográfico era muy grande y fue este el motivo de la creación de la empresa Duracell en el año 1964.

Uno de los descubrimientos más importantes en los últimos 400 años ha sido la electricidad. Usted puede llegar a preguntarse, "¿Hace tanto que existe la electricidad?" La respuesta es sí y quizás más aún. Pero la electricidad solamente comenzó a ser útil a fines del siglo XIX.

Los métodos más antiguos de generar electricidad lo hacían creando cargas estáticas. Alessandro Volta (1745-1827) inventó la llamada "pistola eléctrica" por medio de la

cual se colocaba un conductor eléctrico en una jarra llena de gas metano. Al enviar una chispa eléctrica por el conductor, la jarra explotaba. 

Volta luego pensó en utilizar este invento para las comunicaciones de larga distancia, aunque solamente con un bit booleano. Un alambre de hierro sostenido por postes de madera debía colocarse entre las ciudades de Como y Milán en Italia. En el extremo de recepción, el alambre terminaría en una jarra llena de gas metano. Cuando se diera la orden, se enviaría una chispa eléctrica por el alambre causando la detonación, indicando un evento codificado. Este enlace de comunicación nunca se construyó.

La siguiente etapa en la generación de electricidad fue a través de la electrólisis. Volta descubrió en 1800 que un flujo continuo de fuerza eléctrica era posible cuando se usaban ciertos fluidos como conductores para promover una reacción química entre metales. Volta descubrió también que la tensión aumentaba cuando se acumulaban celdas voltaicas. Esto llevó a la invención de la batería. 

Los experimentos ya no se limitaban a un breve despliegue de chispas que duraban una fracción de segundo. Ya se podía disponer de una corriente eléctrica sin fin.

En ésa época, Francia se acercaba a la cumbre de sus logros científicos y se les daba la bienvenida a nuevas ideas con los brazos abiertos para apoyar la agenda política. Por invitación, Volta habló en el Instituto de Francia en una serie de conferencias en las cuales Napoleón Bonaparte estuvo presente. Napoleón mismo ayudaba con los experimentos, obteniendo chispas de una batería, fundiendo un cable de acero, descargando una pistola eléctrica y descomponiendo agua en sus dos elementos.

Figura 1: Experimentos de Volta en el Instituto Nacional Francés en noviembre de 1800 en los cuales Napoleón Bonaparte estuvo presente.

Se hicieron nuevos descubrimientos cuando Sir Humphry Davy instaló la batería más grande y poderosa en las cúpulas del Royal Institution de Londres. Se conectó la batería a electrodos de carbón y se produjo la primera luz eléctrica. Según lo reportado por testigos,

el arco voltaico produjo "el arco de luz más brillante que se haya visto jamás."

En 1802, el Dr. William Cruickshank diseñó la primer batería eléctrica capaz de ser producida masivamente. Cruickshank colocó placas cuadradas de cobre soldadas en sus extremos, intermezcladas con placas de zinc de igual tamaño. Estas placas se colocaban en cajas rectangulares de madera selladas con cemento. Unas canaletas en la caja sostenían las placas metálicas en su lugar. La caja se llenaba con agua salada o ácido rebajado con agua, como electrolito.Hasta ese momento, todas las baterías eran fundamentalmente celdas primarias, lo que significa que no podían ser recargadas. En 1859, el físico francés Gaston Planté inventó la primer batería recargable. Esta batería secundaria se basaba en la química plomo - ácido, sistema usado hasta el día de hoy.

Historia del desarrollo de la batería

1600179118001802 

1820183318361859186818881899190119321947

Med. 1960Med. 1970

1990

1992

1999

2002

Gilbert (Inglaterra)Galvani (Italia)Volta (Italia)Cruickshank (Inglaterra)

Ampère (Francia)Faraday (Inglaterra)Daniell (Inglaterra)Planté (Francia)Leclanché (Francia)Gassner (EE.UU.)Jungner (Suecia)Edison (EE.UU.)Shlecht & Ackermann(Alemania)Neumann (Francia)

Union Carbide (EE.UU.)

Kordesch (Canadá)

Establecimiento de estudios electroquímicosDescubrimiento de 'electricidad animal'Invención de la celda voltaicaPrimer batería eléctrica capaz de ser producida masivamenteElectricidad a través del magnetismoAnuncio de la Ley de FaradayInvención de la celda DaniellInvención de la batería de plomo ácidoInvención de la celda LeclanchéSe completa la celda secaInvención de la batería de níquel cadmioInvención de la batería níquel hierroInvención de la placa sinterizadaSe sella exitosamente la batería de níquel cadmioDesarrollo de la batería alcalina primariaDesarrollo de la batería de plomo y ácido regulada a válvulaComercialización de la batería níquel - hidrido metálicoComercialización de la batería alcalina re-usable Comercialización de litio - ion y litio - polímeroProducción limitada de celdas de membrana por intercambio de protones (PEM)

Figura 2: Historia del desarrollo de las baterías. Las baterías pueden ser mucho más viejas. Se cree que los Parthians, quienes gobernaron Bagdad (aprox.. 250 AC) usaban baterías para lograr electrodeposición de plata. Se dice que los egipcios habían logrado recubrir cobre con antimonio en forma eléctrica hace más de 4300 años.

El tercer método de generar electricidad fue descubierto hace relativamente poco - electricidad a través del magnetismo. En 1820, André-Marie Ampère (1775-1836) había notado que los cables que transportaban una corriente eléctrica a veces se atraían unos a otros, en tanto otras veces se repelían.

En 1831, Michael Faraday (1791-1867) demostró cómo un disco de cobre podía brindar un flujo constante de electricidad cuando giraba en un fuerte campo magnético. Faraday y su grupo de investigación lograron generar una fuerza eléctrica sin fin mientras continuara el movimiento entre una bobina y un imán. 

En 1899, Waldmar Jungner de Suecia inventó la batería de níquel cadmio. 

En 1947, Neumann logró completar el sellado de las celdas. Estos avances llevaron a la batería moderna sellada de níquel cadmio.

La investigación de los sistemas NiMH comenzó en los años 70 pero las aleaciones metal hidrido eran inestables en el ambiente de celda. Las nuevas aleaciones de hidridos se desarrollaron en los años 80 y mejoraron la estabilidad. Las baterías NiMH se vendieron comercialmente a partir de 1990.

Las primeras baterías primarias de litio aparecieron a principios de 1970. Los intentos de desarrollar baterías recargables de litio se continuaron en los años 1980 pero fallaron debido a problemas de seguridad. Debido a la estabilidad inherente de litio metálico, especialmente durante la carga, la investigación se enfocó hacia las baterías de litio no metálico usando iones de litio. A pesar de tener menor densidad de energía que las de litio metálico, las de Li?ion son seguras, siempre y cuando se cumplan ciertas precauciones al cargarlas y descargarlas. En 1991, Sony Corporation comercializó la primer batería Li-ion. 

A pesar de lo raras y no confiables que puedan haber sido las primeras baterías, nuestros descendientes pueden llegar un día a mirar la tecnología de hoy de una manera similar a cómo vemos los experimentos rústicos de nuestros predecesores de hace 200 años.

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