Tipos de celdas electroquímica

Annotations:

• Fue desarrolladas a finales del siglo XVIII por los científicos Luigi Galvani y Allesandro Volta por lo que también se las denomina celda galvánica o voltaica en su honor.

1. concepto

   Annotations:

   • Es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química.
2. Celdas electroquímicas

   Annotations:

   • Es el dispositivo utilizado para la descomposición mediante corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos. También se conoce como celda galvánica o voltaica
3. TIPOS
   1. Electrolíticas

      Annotations:

      • Una celda electroquímica es un dispositivo experimental por el cual se puede generar electricidad mediante una reacción química (celda Galvánica)
      • Estos procesos electroquímicos son conocidos como “reacciones electroquímicas” o “reacción redox”
      1. componentes existentes en una celda
         1. Cátodo

            Annotations:

            • Se denomina al electrodo donde ocurre la reacción de reducción.
         2. Puente salino:

            Annotations:

            • Generalmente construido en un soporte tipo gel (agar), contiene una solución de un electrolito fuerte (Nitrato o cloruro de potasio, por ejemplo), y se incorpora a la celda para asegurar el equilibrio iónico en el sistema.
            1. contiene

               Annotations:

               • El puente salino (representado por el tubo en forma de U invertida) contiene una disolución de KCl permitiendo la interacción eléctrica entre el ánodo y el cátodo
         3. Reducción:

            Annotations:

            • Reacción donde ocurre una disminución del estado de oxidación, generalmente por la ganancia de electrones.
         4. Oxidación

            Annotations:

            • Reacción donde ocurre un aumento del estado de oxidación, generalmente por la pérdida de electrones.
         5. Ánodo

            Annotations:

            • El ánodo se define como el electrodo en el que se lleva a cabo la oxidación.
      2. La reacción
         1. No se da de forma espontánea
      3. No se obtiene energía eléctrica
      4. Aplicación

         Annotations:

         • De una fuente de energía externa produce una reacción química.
      5. La electricidad se transporta
         1. Conducción por electrones en el electrodo
         2. Conducción iónica.

            Annotations:

            • Los cationes (cargas positivas) y aniones (cargas negativas) transportan electricidad por el interior de la celda.
         3. Acoplamiento de la conducción iónica

            Annotations:

            • En la disolución con la conducción de los electrones en los electrodos. Son las reacciones de oxidación-reducción que se producen.
   2. Combustible

      Annotations:

      • Es un dispositivo electroquímico que convierte la energía química de una reacción directamente en energía eléctrica.
      1. Llamadas
         1. Pila de combustible

            Annotations:

            •  también llamada célula de combustible o celda de combustible
      2. generar electricidad
         1. con cero emisiones contaminantes a futuro
      3. Tipos
         1. Ácido fosfórico (PAFC)

            Annotations:

            • Temperatura de operación: ~ 220 °C.
            1. más desarrollado a nivel comercial
               1. uso

                  Annotations:

                  •  Aplicaciones  como; clínicas, hospitales, hoteles, edificios de oficinas, escuelas, plantas eléctricas y terminales aeroportuarias
                  1. Automotore

                     Annotations:

                     • Este tipo de celdas puede ser usado en vehículos grandes como autobuses y locomotoras.
               2. combustible de ácido fosfórico

                  Annotations:

                  • Generan electricidad a más del 40% de eficiencia - y cerca del 85% si el vapor que produce es empleado en cogeneración - comparado con el 30% de la más eficiente máquina de combustión interna.
         2. Polímero sólido (PEM)
            1. Temperatura de operación: 50 - 100 °C
            2. Tienen una densidad de potencia alta
         3. Carbonato fundido (MCFC)
            1. Temperatura de operación: ~ 600 °C
            2. Las celdas de combustible de carbonato fundido
            3. prometen

               Annotations:

               • Altas eficiencias combustible-electricidad y la habilidad para consumir combustibles a base de carbón.
            4. Es aprovechada la electricidad y el calor generado
         4. Oxido sólido (SOFC)
            1. Temperatura de operación: 500 - 1000 °C
            2. Es una celda de combustible altamente prometedora
         5. Alcalinas
            1. Temperatura de operación: 50 - 250 °C
            2. Utilizadas por la NASA en misiones espaciales

               Annotations:

               •  este tipo de celdas pueden alcanzar eficiencias de generación eléctrica de hasta un 70%. Estas celdas utilizan hidróxido de potasio como electrolito.
   3. Galvánicas

      Annotations:

      • Aquellas donde a partir de una reacción química espontánea se produce una corriente eléctrica.
      1. Permite obtener

         Annotations:

         • Energía eléctrica a partir de un proceso químico.
      2. La reacción química

         Annotations:

         • Se produce de modo espontáneo
      3. Llamadas

         Annotations:

         • Pilas voltaicas o baterías