pila

En

J.L. Guiñón, R. Grima,
J. Curiel, y M.C. Millán
Universidad Politécnica
de Valencia

energía

Descarga de pilas electroquímicas
Análisis comparativo de la capacidad de carga,
de la energía y de la eficiencia energética
El presente artículo tiene como objeto el comportamiento de
las pilas AA sometidas a diferentes condiciones de descarga.
Se han determinado la variación de lacapacidad de
carga con la intensidad de corriente mediante el gráfico
de Peukert y la energía efectiva en función de la demanda
de potencia con el gráfico de Ragone. Los parámetros de
funcionamiento de las pilas se interpretan en función de
la composición de las mismas. También se ha evaluado
la eficacia energética y el coste relativo de la energía
suministrada por las pilas en comparación conlas pilas de
combustible y con la red eléctrica.
94 Ingeniería Química

Nº 456

Descarga de pilas electroquímicas

La tecnología electroquímica tiene como
principal objeto el desarrollo de dos tipos de procesos:
la electrólisis y el almacenamiento y conversión de la
energía química en electricidad. En los procesos electrolíticos se produce una reacción catalítica heterogénea medianteuna fuente de energía eléctrica externa.
Por otra parte, las baterías son sistemas que suministran
electricidad a un circuito externo mediante la conversión de la energía química interna en energía eléctrica.
Las baterías que sólo pueden ser descargadas una vez
se denominan baterías primarias o vulgarmente pilas.
Por el contrario, se denominan baterías secundarias
las que pueden serdescargadas y cargadas en múltiples
ocasiones. Cuando el suministro de reactivos a la celda
electroquímica tiene lugar de un modo continuo, el
sistema se denomina pila de combustible.
Durante todo el siglo XX hasta nuestros días, se han
desarrollado una gran variedad de baterías y de pilas de
combustible que tienen como reto satisfacer la creciente demanda de energía eléctrica derivada decondiciones medioambientales cada vez más exigentes y de la
disminución de las fuentes de energías naturales. Para
que estos sistemas electroquímicos sean aplicables para la sociedad, deben tener una serie de propiedades
y cumplir ciertos requisitos: elevado potencial, bajas
sobretensiones catódica y anódica, baja caída óhmica
RI en el electrolito, pequeña disminución del voltaje
durante elfuncionamiento, larga vida, mínima auto-

descarga, elevada eficiencia energética, fácil operación
y bajo coste. Es difícil que una batería pueda cumplir
todos esos requisitos, de modo que pocos sistemas electroquímicos son adecuados para tener aplicación práctica real.
En respuesta a la gran demanda de fuentes de energía portátiles, las pilas comerciales se han generalizado
como bienes de consumo yse pueden definir como
unidades de almacenamiento electroquímico, recargable o no recargable, con un peso inferior a 1 kg. [1].
La bibliografía sobre baterías se puede encontrar en
monografías, informes técnicos y artículos de investigación [1-15]. Sin embargo, la composición detallada de
las baterías comerciales y algunos parámetros técnicos
relacionados con ellas no son suministrados porrazones de confidencialidad [1].
El presente artículo tiene como objeto el comportamiento de las pilas AA sometidas a diferentes
condiciones de descarga. Así, se han determinado la
variación de la capacidad de carga con la intensidad
de corriente, gráfico de Peukert, y la variación de la
energía disponible con la demanda de potencia, gráfico de Ragone. Igualmente, se han evaluado la eficienciaenergética y el coste relativo de la energía suministrada por las pilas. Por otra parte, se ha analizado la
composición típica de las diferentes pilas y, a partir de
ella, se han interpretado los parámetros característicos
de las mismas.

marque 44

energía

1

Fundamentos básicos
La pilas están formadas por un sistema electroquímico
que incluye un electrodo positivo, un electrodo...