Testo
Spiega in cinque righe perché, anche senza utilizzo esterno, una batteria chimica si scarica nel tempo, e perché una batteria “scarica” a volte si riprende brevemente lasciandola riposare. Discuti il ruolo delle correnti di autoperdita e della diffusione ionica nell’elettrolita.
Soluzione
Perché si scarica da sola (autoperdita) — anche a circuito aperto, dentro la batteria avvengono lente reazioni chimiche parassite: piccole correnti interne di autoscarica (self-discharge) fanno reagire i materiali attivi degli elettrodi senza erogare energia utile all’esterno. La separazione fra i reagenti non è mai perfetta, ci sono impurità e microscopici cammini conduttivi nell’elettrolita: la carica immagazzinata viene consumata internamente. Per questo una pila lasciata nel cassetto per mesi si trova parzialmente scarica.
Perché “si riprende” dopo il riposo — durante l’uso, la reazione consuma i reagenti vicino alle superfici degli elettrodi più in fretta di quanto la diffusione ionica riesca a rifornirli dal resto dell’elettrolita. Si crea una polarizzazione di concentrazione: localmente mancano ioni, la tensione ai morsetti crolla e la batteria sembra scarica. Lasciandola riposare, la diffusione ha tempo di riequilibrare le concentrazioni, riportando reagenti freschi alle superfici: la tensione risale e la batteria eroga di nuovo per un po’. È un recupero solo apparente, dovuto al trasporto degli ioni, non a una vera ricarica: la carica totale disponibile è comunque in calo.
Collegamenti
Argomenti: Circuiti elettrici Concetti: Forza elettromotrice