batería primaria

Una pila primaria es una batería ( una celda galvánica ) diseñada para un solo uso y posterior desecho, y no es recargable, a diferencia de una pila secundaria ( batería recargable ). En general, la reacción electroquímica que ocurre en la pila no es reversible, lo que la hace no recargable. A medida que se usa una pila primaria, las reacciones químicas consumen los reactivos que generan la energía; cuando estos se agotan, la batería deja de producir electricidad. En cambio, en una pila secundaria , la reacción puede revertirse aplicando corriente a la pila con un cargador para recargarla, regenerando así los reactivos químicos. Las pilas primarias se fabrican en una variedad de tamaños estándar para alimentar pequeños electrodomésticos como linternas y radios portátiles.

Las baterías primarias representan aproximadamente el 90% del mercado de baterías de 50 mil millones de dólares, pero las baterías secundarias han estado ganando cuota de mercado. Alrededor de 15 mil millones de baterías primarias se desechan en todo el mundo cada año, y casi todas terminan en vertederos. Debido a los metales pesados ​​tóxicos y los ácidos y álcalis fuertes que contienen, las baterías son residuos peligrosos . La mayoría de los municipios las clasifican como tales y requieren una eliminación separada. La energía necesaria para fabricar una batería es aproximadamente 50 veces mayor que la energía que contiene. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Debido a su alto contenido de contaminantes en comparación con su bajo contenido de energía, la batería primaria se considera una tecnología derrochadora y perjudicial para el medio ambiente. Debido principalmente al aumento de las ventas de dispositivos inalámbricos y herramientas inalámbricas que no pueden ser alimentados económicamente por baterías primarias y vienen con baterías recargables integradas, la industria de las baterías secundarias tiene un alto crecimiento y ha estado reemplazando lentamente a la batería primaria en productos de alta gama.

A principios del siglo XXI, las pilas primarias comenzaron a perder cuota de mercado frente a las pilas secundarias, a medida que los costes relativos de estas últimas disminuían. La demanda de energía de las linternas se redujo gracias al cambio de bombillas incandescentes a diodos emisores de luz . ^{[ 5 ]}

El mercado restante experimentó una mayor competencia por parte de versiones de marca blanca o sin marca. La cuota de mercado de los dos principales fabricantes estadounidenses, Energizer y Duracell, disminuyó al 37 % en 2012. Junto con Rayovac, estos tres fabricantes están intentando que los consumidores dejen de usar pilas de zinc-carbono y opten por pilas alcalinas más caras y de mayor duración . ^{[ 5 ]}

Los fabricantes de baterías occidentales trasladaron la producción al extranjero y ya no fabrican baterías de zinc-carbono en Estados Unidos. ^{[ 5 ]}

China se convirtió en el mayor mercado de baterías, con una demanda que se prevé que crezca más rápido que en cualquier otro lugar, y también ha adoptado las pilas alcalinas. En otros países en desarrollo, las baterías desechables deben competir con los dispositivos baratos de cuerda, eólicos y recargables que se han proliferado. ^{[ 5 ]}

Las baterías recargables (o pilas secundarias ) suelen ser más económicas que las baterías primarias. Su mayor coste inicial y el de un sistema de carga se pueden amortizar a lo largo de muchos ciclos de uso (entre 100 y 1000). Por ejemplo, en herramientas eléctricas portátiles, sería muy costoso reemplazar una batería primaria de alta capacidad cada pocas horas de uso.

Las pilas primarias no están diseñadas para recargarse entre su fabricación y su uso, por lo que su composición química requiere una tasa de autodescarga mucho menor que la de las pilas secundarias más antiguas; sin embargo, han perdido esa ventaja con el desarrollo de pilas secundarias recargables con tasas de autodescarga muy bajas , como las pilas NiMH de baja autodescarga, que mantienen la carga suficiente durante el tiempo necesario para venderse precargadas. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Los tipos comunes de celdas secundarias (a saber, NiMH y Li-ion) debido a su resistencia interna mucho menor no sufren la gran pérdida de capacidad que sufren las alcalinas, de zinc-carbono y de cloruro de zinc ("de servicio pesado" o "de servicio súper pesado") con un alto consumo de corriente. ^{[ 8 ]}

Las baterías de reserva logran un tiempo de almacenamiento muy prolongado (del orden de 10 años o más) sin pérdida de capacidad, gracias a la separación física de sus componentes y su posterior ensamblaje en el momento de su uso. Este tipo de construcción es costosa, pero se utiliza en aplicaciones como la munición , que puede almacenarse durante años antes de su utilización.

Un factor importante que reduce la vida útil de las pilas primarias es su polarización durante el uso. Esto significa que el hidrógeno se acumula en el cátodo y disminuye la eficacia de la pila. Para reducir los efectos de la polarización en las pilas comerciales y prolongar su vida útil, se utiliza la despolarización química; es decir, se añade un agente oxidante a la pila para oxidar el hidrógeno y convertirlo en agua. El dióxido de manganeso se utiliza en la pila Leclanché y en la pila de zinc-carbono , y el ácido nítrico en la pila Bunsen y en la pila Grove .

Se han realizado intentos para lograr la autodespolarización de celdas simples mediante el texturizado de la superficie de la placa de cobre para facilitar el desprendimiento de burbujas de hidrógeno, con escaso éxito. La despolarización electroquímica intercambia el hidrógeno por un metal, como el cobre (por ejemplo, celda de Daniell ) o la plata (por ejemplo, celda de óxido de plata ).

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