1. Le pile oggi
1. Le pile oggi

Pile e accumulatori sono prodotti di uso comune che servono per l'alimentazione di tutti gli apparecchi portatili (radio a transistori, telefoni cellulari, videocamere, telecomandi ecc.) e di dispositivi speciali come le protesi auditive e i pace-maker. Gli accumulatori fanno inoltre parte integrante di tutte le autovetture dove rappresentano da tempo componenti essenziali per alcune funzioni fondamentali (avviamento del motore, accensione del carburante, illuminazione ecc.) e oggi provvedono anche ad alimentare un numero crescente di funzioni per il comfort dei passeggeri e di chi guida (ventilazione e condizionamento dell'aria, alza cristalli elettrico, dispositivi elettronici ecc.). Inoltre essi sono da tempo utilizzati in applicazioni stazionarie per alimentazione di emergenza. Altri tipi di accumulatori sono stati studiati per applicazioni di trazione elettrica, cioè per la trazione o la propulsione di veicoli a motore elettrico (dai carrelli elevatori alle autovetture elettriche o ibride, tuttora in fase di sviluppo, alla propulsione di natanti); in particolare gli accumulatori rappresentano il cuore del problema nello sviluppo delle vetture elettriche.

Infine, nelle applicazioni spaziali, le prestazioni degli accumulatori condizionano la stessa portata delle missioni.

Ogni generatore elettrochimico è formato essenzialmente da uno o più elementi voltaici (o celle), collegati in serie e composti ciascuno da un catodo (elettrodo positivo) e un anodo (elettrodo negativo) e da un elettrolito; la composizione e la struttura dell'elemento voltaico determinano se questo è ricaricabile (generatore secondario o accumulatore ) o non ricaricabile (generatore primario o pila).

La tossicità delle sostanze contenute nelle pile e negli accumulatori e la grande quantità di questi generatori elettrochimici prodotti in tutto il mondo (alcune decine di miliardi ogni anno) hanno fatto nascere problemi sia di produzione che di smaltimento; in particolare questi ultimi sono stati recentemente affrontati avviando grandi progetti di raccolta e smaltimento dei prodotti esausti e, ove economicamente possibile, anche processi di riciclaggio.

Una terza famiglia di generatori elettrochimici è rappresentata dalle pile a combustibile (o celle a combustibile), tuttora in corso di evoluzione lungo diverse linee di sviluppo, più o meno consolidate. Una voltà superate le ultime difficoltà tecnologiche ed economiche, queste pile potranno offrire un'interessante alternativa agli attuali sistemi di produzione di energia elettrica sia nelle applicazioni mobili (veicoli terrestri, navali, aerei e spaziali) che in quelle stazionarie, offrendo il modo di soddisfare il crescente fabbisogno di energia elettrica nel rispetto di vincoli ambientali sempre più stringenti.

A differenza delle pile e degli accumulatori che contengono al loro interno la materia attiva da utilizzare per la generazione di energia elettrica (e che quindi, funzionando, consumano o deteriorano la loro stessa materia attiva), le pile a combustibile consumano sostanze reagenti fornite dall'esterno e possono quindi funzionare indefinitamente a condizione che sia assicurato il continuo rifornimento di dette sostanze.

 

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