La energía nunca puede crearse ni destruirse, sólo puede transferirse de un sujeto a otro. Esta es una verdad universal. En el momento en que los humanos comprendimos esto, se abrió una nueva rama de posibilidades y fue la de almacenar la energía para su uso futuro.
La historia de las pilas se remonta al año 250 a.C., o tal vez más atrás. No estaría mal decir que la invención de las pilas cambió todo el curso de la civilización humana.
Así que, en el siguiente artículo, exploraremos la línea de tiempo de las pilas, desde los primeros tiempos antes de Cristo con la batería de Bagdad, hasta la batería de iones de litio que fue comercializada por primera vez por Sony en 1991 y que dio paso a que su comercialización se extendiera a todos los mercados, y para con todo tipo de diseños y utilidades, como las pilas de botón, o las pilas de 9V que encontramos en comercios electrónicos como RS, entre otros.
Batería de Bagdad
En la cultura occidental, la batería surgió en el año 250 a.C. Se conoce como Batería de Bagdad. En 1983, un grupo de arqueólogos descubrió una colección de jarras de terracota en Khujut Rabu, un pueblo cercano a Bagdad. Las tinajas contenían láminas de cobre enrolladas con una varilla de hierro. Wilhelm König, uno de los arqueólogos alemanes, discutió la posibilidad de que esta combinación de cobre y hierro fuera una forma de pilas galvánicas utilizadas como batería.
1786: La electricidad en las ancas de rana
Luigi Galvani, físico italiano, estaba diseccionando una rana. La rana estaba sujeta a un gancho de latón. Cuando Luigi tocó la rana con un bisturí de hierro, la pata de la rana se movió. Creía que se debía a la electricidad animal. A esto se opuso Volta, que creía que esto ocurría debido a dos metales disímiles y un conductor húmedo. Volta no sólo verificó su observación mediante un experimento, sino que publicó sus resultados en 1791.
1800: La pila voltaica
Tras publicar sus resultados, Volta desarrolló la primera pila húmeda. Combinó dos capas de metal, una de cobre y otra de zink. Ambas estaban separadas por un cartón. Toda esta estructura se conoce ahora como Pila Voltaica, que fue la primera pila verdadera del mundo moderno. Era capaz de producir una corriente estable y constante.
1820: La pila Daniell
John Frederic Daniell, un químico británico, logró superar la limitación de la pila voltaica. Inventó la pila Daniell. Eliminó la formación de burbujas de hidrógeno utilizando una segunda solución electrolítica que era producida por el primer conductor.
1859: Baterías de plomo-ácido
Todas las baterías que se fabricaban antes de la invención de las de plomo-ácido tenían un defecto. Una vez terminadas sus reacciones químicas, no podían generar energía. Este problema fue resuelto por Gaston Plante, que creó las primeras baterías recargables de plomo-ácido. Descubrió que pasando una corriente de carga y descarga en la célula, la batería era capaz de suministrar energía durante más tiempo.
1866: Una pila de carbono-zinc
El científico francés Georges Leclanché diseñó una pila con un ánodo de zinc y un cátodo de dióxido de manganeso envuelto en una sustancia porosa. El electrolito de la pila era una solución de cloruro de amonio. Esta pila tiene una mayor tasa de absorción y una vida útil más larga gracias a la adición de carbono al cátodo de dióxido de manganeso. Leclanché mejoró esta pila sustituyendo el electrolito líquido por un electrolito más pastoso, lo que dio lugar a la primera pila seca.
1886: La pila Leclanche de Carl Gassner
Carl Gassner, inventó otra versión de la célula de Leclanche. Creó la pasta de cloruro de amonio con yeso de París y una pequeña cantidad de cloruro de zinc para prolongar la vida útil de la pila. Como resultado, la pila era más duradera y suministraba 1,5 voltios cuando estaba completamente cargada. El concepto de Gassner abrió la puerta a la primera pila para el mercado de masas que podía alimentar aparatos electrónicos portátiles.
1899: Batería de níquel-cadmio
La primera batería de níquel-cadmio fue inventada por el físico sueco Waldermar Jungner (NiCD). Se trataba de una pila recargable con electrodos de níquel y cadmio bañados en una solución de hidróxido de potasio. Fue la primera pila que utilizó un electrolito alcalino, lo que le permitió producir más densidad energética que una pila de plomo-ácido.
1903: La pila Edison
Thomas Edison, un conocido científico estadounidense, retomó la invención de la pila de níquel-hierro de Jungner y desarrolló una versión patentable de la misma. Edison utilizó una pila alcalina con un ánodo de hierro y un cátodo de óxido de níquel. También utilizó cloruro de potasio como conductor. La pila de Edison fue diseñada para servir a los automóviles en un principio. Sin embargo, se utilizó sobre todo en el mercado industrial y ferroviario, ya que era lo suficientemente potente como para soportar tanto periodos de sobrecarga como de ausencia de ella.
1955: Pilas alcalinas
A finales de los años 50, la Eveready Battery Company encargó a un ingeniero llamado Lewis Urry que encontrara una forma de mejorar la vida útil de las pilas de zinc-carbón. En comparación con las pilas de zinc-carbón, Urry descubrió que el uso de alcalinas en las pilas proporciona más beneficios, dando más energía a corrientes más altas.
1912: Pilas de litio y de iones de litio
Gilbert Newton Lewis fue el primero en experimentar con las pilas de litio, aunque las primeras pilas de litio no estuvieron disponibles comercialmente hasta finales del siglo XX.
Posteriormente, tres avances clave contribuyeron al desarrollo de estas baterías:
- En 1980, John Goodenough descubrió el cátodo LiCoO2.
- En 1982, Rachid Yazami descubrió el ánodo de grafito.
- En 1985, Asahi Chemical’s desarrolló un prototipo de batería de litio recargable.
- La batería de iones de litio fue comercializada por primera vez por Sony en 1991.
Un elemento que hoy en día consideramos esencial en nuestro día a día, pero que tiene una larga historia y evolución a sus espaldas.
