Pila alcalina
Otros sistemas de pilas y baterías también utilizan electrolitos alcalinos, pero emplean distintos materiales activos en los electrodos.
De modo simplificado, las semirreacciones son:[2][3] El proceso redox que produce la corriente de electrones del ánodo al cátodo es la oxidación del zinc y la reducción del dióxido de manganeso, con la migración de iones hidróxido del electrolito (desde el cátodo al ánodo) para mantener la pila sin que sufra polarización.
Estas reacciones son complejas y transcurren en varias etapas por lo que conviene detallarlas.
Si la concentración de OH- es alta, se forma el ion tetrahidroxizincato (II), Zn(OH)42-).
Bajo ciertas condiciones, en las descargas leves el hidroxióxido de manganeso (III), MnO(OH), se reducirá aún más en una segunda reacción lenta.
El Mn3+ se une a iones hidróxido OH- para formar el complejo [Mn(OH)4]- en la disolución, que se reduce a [Mn(OH)4]2-.
Existe evidencia de una reacción secundaria en el ánodo de zinc (Zn) en la que este se oxida mientras se reduce el agua (H2O) para formar hidrógeno gaseoso (H2).
Una pila alcalina puede proporcionar entre tres y cinco veces más tiempo de funcionamiento.
[5] La capacidad de una pila o batería alcalina es fuertemente dependiente de la carga o potencia consumida por el dispositivo al que se conecta.
La tensión media, con carga, depende de la descarga y varía desde 1,1 a 1,3 V.
Una pila totalmente descargada tiene un voltaje remanente en el rango de 0,8 a 1,0 V.
Una regla general es que una batería alcalina AA puede entregar 700 mA sin un calentamiento significativo.
El centro del cátodo hueco está revestido con un separador, que impide la mezcla de los materiales del ánodo y cátodo y evita el cortocircuito de la pila.
Al describir las pilas estándar de tamaño AAA, AA, C, sub-C y D, el ánodo negativo (-) está conectado a la parte plana (inferior), mientras que el cátodo positivo (+) está conectado al botón metálico elevado (superior).
Algunas pilas alcalinas están diseñadas para ser recargadas, pero la mayoría no lo son.
[10] Esto se puede evitar al no intentar recargar pilas alcalinas desechables, no mezclar diferentes tipos de pilas en el mismo dispositivo, sustituyendo todas las baterías al mismo tiempo, almacenándolas en un lugar seco, y eliminando las baterías y pilas agotadas en dispositivos de recogida selectiva de residuos.
[2] En Europa, la eliminación de las pilas y baterías está controlada por la Directiva 2006/66/CE, y, como tal, las pilas alcalinas no deben ser tiradas en la basura doméstica.
