¿Quién inventó la batería? De Volta al ion de litio

Al mirar a su alrededor, encontrará muchos electrodomésticos y dispositivos que funcionan con baterías. La batería ha demostrado ser uno de los inventos más revolucionarios para facilitar esta era moderna y eléctrica. Sentó las bases de nuevos avances en el sector energético, ofreciendo varias soluciones de energía de respaldo que continúan creciendo en la actualidad.

Hoy en día, no podemos imaginar nuestras vidas sin baterías. Ya sea para hacer funcionar los electrodomésticos de su hogar, tener sus automóviles o cosas tan pequeñas como cargar un teléfono, casi todo requiere una batería portátil.

Pero, ¿alguna vez ha pensado en quién inventó la batería? Más importante aún, ¿cómo se modernizaron las baterías tal como las conocemos? ¡Permítanos presentarle todas las respuestas tan necesarias!

¿Quién inventó la batería?

Las investigaciones y estudios sobre la electricidad se remontan al siglo XVIII con varios científicos que presentaron sus teorías y experimentos. Desde la obra publicada por algunos nombres prominentes como Franklin Benjamin, Charles François du Fay y Luigi Galvani, ha existido la necesidad de producir un flujo de corriente sostenible.

Alessandro Volta, un físico italiano, comenzó a trabajar en esta idea a fines del siglo XVIII. Desarrolló la Pila Voltaica, un prototipo de baterías modernas, en 1800. La Pila Voltaica podía producir un flujo continuo de corriente, lo que marcó el nombre de Volta en la historia como el "padre de la batería", quien inventó las baterías.

¿Qué fue la Pila Voltaica?

La Pila Voltaica fue un invento innovador de su tiempo y allanó el camino para las baterías modernas. Pero, ¿qué fue? Fue un dispositivo que utilizaba discos alternos de cobre y zinc para crear una reacción química utilizando papel o tela húmeda como electrolito.

Alessandro Volta apiló estos discos en una disposición para producir una potencia de salida equivalente. Entonces, para obtener un voltaje más alto, tendría que aumentar el número de discos.

En esencia, la Pila Voltaica era un prototipo y solo podía producir una pequeña cantidad de electricidad. Sin embargo, lo compensó con su salida de energía continua, resolviendo un problema crucial.

¿Cuándo y dónde se inventaron las baterías?

¿Cuándo se inventaron las baterías? Algunos creen que las baterías se utilizaban mucho antes de la Pila Voltaica. Un arqueólogo alemán, Wilhelm Konig, descubrió frascos sellados con un tapón de asfalto, que contenían una varilla de hierro en un cilindro de cobre. Estos frascos fueron desenterrados en Bagdad, Irak, y datan de 250 a. C. a 250 d. C.

Aunque no se encontraron pruebas adecuadas, los arqueólogos y muchos científicos creyeron que era una forma de batería. Rápidamente se hizo popular con el nombre de "Batería de Bagdad". Se creía que estos frascos creaban una pequeña salida de energía utilizando la disposición de la varilla de hierro y el cilindro de cobre. Su propósito asumido era la galvanoplastia o la electroterapia.

A finales del siglo XVIII fue una época curiosa para la electricidad y el magnetismo. Muchos nombres científicos, incluidos Luigi Galvani y Franklin Benjamin, surgieron durante esos años. El médico italiano, Alessandro Volta, se propuso realizar experimentos prácticos sobre su concepto de la Pila Voltaica. Inventó este dispositivo en la Real Academia de Ciencias de Como, Italia, en 1800.

De hecho, la Pila Voltaica se inspiró en el trabajo de Luigi Galvani, específicamente en su teoría de la "electricidad animal". Galvani experimentó con una chispa de electricidad, tocando las patas de una rana para crear un movimiento eléctrico. Sin embargo, Alessandro Volta no estuvo de acuerdo con esta idea y comenzó a trabajar en la Pila Voltaica. Su objetivo era demostrar que la electricidad podía producirse mediante reacciones químicas, lo que llevó a su popular disposición de discos de zinc y cobre.

¿Cómo se propagó la batería después de su invención?

El siglo XIX vio un aumento en el uso de baterías con fines experimentales. Humphry Davy utilizó la Pila Voltaica para separar elementos químicos, lo que llevó al descubrimiento del potasio y el sodio. En 1836, John Frederic Daniell mejoró la Pila Voltaica y la hizo más estable, creando su propia "Pila de Daniell".

William Robert Grove, un científico británico, utilizó la Pila Voltaica con platino como electrolito. Eso llevó a la invención de "La Pila de Grove" en 1840, sirviendo como un bloque de construcción para la telegrafía. Sin embargo, Thomas Edison desempeñó un papel importante en la innovación en el siglo XIX. Desarrolló una batería alcalina, utilizando hidruro de níquel-metal (Ni-MH) y níquel-cadmio (Ni-Cd).

Gaston Planté prosiguió con esta idea y desarrolló la batería de plomo-ácido, marcando su invención de la primera batería recargable.

El uso de estas baterías aumentó exponencialmente con el auge de la Revolución Industrial a mediados del siglo XIX. Las baterías alcalinas y de plomo-ácido se hicieron especialmente populares en el siglo XX con la comercialización de la electrónica, los automóviles y los portátiles.

¿Por qué se llaman las baterías como se llaman?

El origen de batería proviene de la palabra francesa "batterie", que significa "golpear". Sin embargo, no es la batería que conocemos hoy.

El término "batería" fue acuñado por Franklin Benjamin en 1749. Benjamin estaba realizando experimentos con botellas de Leyden y electricidad estática. Utilizó varias botellas de Leyden para que funcionaran como una unidad y almacenaran cargas eléctricas.

Sin embargo, la palabra batería no fue inventada por Franklin Benjamin. El término ya era popular en el ejército para referirse a un grupo de artillería. Benjamin tomó la palabra batería del ejército porque sus botellas de Leyden trabajaban juntas para producir electricidad.

Convenciones de nomenclatura para tipos de baterías antiguos y modernos

La primera batería se llamó "Pila Voltaica" cuando se inventó. De manera similar, cada científico que mejoró este prototipo le dio un nombre diferente. Así es como obtuvimos la Pila de Leclanché, la Pila de Daniel y la Pila de Grove. Gaston Planté fue el primer científico en nombrar su batería, "La batería de plomo-ácido" en 1859.

Las convenciones de nomenclatura se volvieron bastante diferentes en el siglo XXI. Ahora, las baterías ya no se nombran en honor a sus inventores. En cambio, el nombre de una batería incluye varios aspectos, incluidos códigos alfanuméricos y reacciones químicas.

Por ejemplo, los tipos más comunes de baterías son AA y AAA. Sin embargo, también implican una cierta química, ya que la mayoría de las baterías recargables funcionan con NiMH (hidruro de níquel-metal).

¿Quién inventó la batería de iones de litio?

El mérito de inventar la batería de iones de litio recae en tres mentes curiosas: Stanley Whittingham, John B. Goodenough y Akira Yoshino. En 2019, los tres investigadores recibieron el Premio Nobel de Química por sus contribuciones al desarrollo de las baterías de iones de litio.

Estas son sus contribuciones:

1. Stanley Whittingham

Whittingham fue el primer químico en empezar a trabajar en baterías de iones de litio. Whittingham creó la primera batería utilizando metal de litio como ánodo y titanio como cátodo en 1976.

Hubo algunos problemas en este modelo. Por ejemplo, el litio es un elemento altamente reactivo que crea dendritas al cargarse, lo que lleva a problemas como un cortocircuito.

2. John B. Goodenough

John B. Goodenough fue profesor en la Universidad de Oxford. Se le atribuye generalmente la creación de la primera batería de iones de litio viable.

Goodenough utilizó óxido de cobalto como cátodo en su modelo de batería de iones de litio. El óxido de cobalto mostró una mayor estabilidad y una mejor capacidad para almacenar una mayor densidad de iones de litio.

3. Akira Yoshino

Akira Yoshino, investigador de Asahi Kasei Corporation, es reconocido por hacer comerciales las baterías de iones de litio.

Reemplazó el metal de litio puro utilizado como ánodo. En su lugar, lo reemplazó con grafito como ánodo y usó óxido de cobalto de litio como cátodo, lo que eliminó los problemas de un cortocircuito o, peor aún, una explosión.

¿Por qué inventamos la batería de litio?

Estas son algunas de las razones clave detrás de la invención de las baterías de iones de litio:

• La creciente necesidad de una fuente de energía portátil se disparó a finales de los años 80 y 90. Anteriormente, las baterías eran más voluminosas, lo que llevó a la investigación de una batería compacta para teléfonos móviles, cámaras y, más tarde, ordenadores portátiles.
• Las situaciones geopolíticas, especialmente la crisis del petróleo de la década de 1970, también llevaron a una demanda de una fuente de energía alternativa. Los países occidentales dependían en gran medida de las importaciones de petróleo, lo que provocó un aumento repentino de baterías no dependientes del petróleo.
• Las baterías recargables, aunque fiables hasta cierto punto, tuvieron su parte justa de problemas. Por ejemplo, una batería de níquel-cadmio (NiCd) contiene cadmio tóxico, lo que la hace peligrosa para el medio ambiente.
• Las baterías de litio ofrecen beneficios únicos, como portabilidad, ligereza, mayor vida útil y recargabilidad. Estas ventajas les dieron una ventaja sobre sus competidores tradicionales.

El impacto de la batería en la tecnología moderna

Sin una batería, toda nuestra sociedad dependería de la energía de la red. Todos los dispositivos que funcionan con batería, incluido su teléfono móvil o computadora portátil, solo funcionarían conectados a una toma de corriente. Pero, ¿qué pasaría si hubiera un apagón? Veamos el impacto de la batería en nuestra sociedad.

• Teléfonos móviles y otros dispositivos: El término "teléfono móvil" solo funciona porque su teléfono ahora es móvil, desconectado de la toma de corriente. Sin una batería, sería imposible fabricar teléfonos móviles. Lo mismo ocurre con las tabletas, los teléfonos inteligentes y las computadoras portátiles.
• Industria de la salud: Muchos dispositivos médicos que salvan vidas, incluidos marcapasos y desfibriladores, utilizan baterías. Las baterías prolongan la vida útil de estos implantes, permitiéndoles estimular funciones biológicas en el cuerpo. De manera similar, muchos otros dispositivos, como los monitores de frecuencia cardíaca y glucosa, tienen baterías para monitorear el rendimiento corporal y proporcionar información de forma remota.
• Sector energético: El sector energético se nutre de las baterías, eliminando el desperdicio de energía. Las baterías almacenan energía para usarla cuando se necesita. Además, reduce la dependencia de la energía de la red al integrarse con opciones de respaldo de energía, como los paneles solares.
• Vehículos que funcionan con batería: Originalmente, los automóviles usaban motores de vapor y mecanismos de combustión para funcionar. Sin embargo, estos métodos tenían problemas como un menor alcance de conducción y problemas ambientales. Con la integración de las baterías, los vehículos modernos se han vuelto más eficientes.

Conclusión

Así que, la próxima vez que alguien le pregunte quién inventó la batería, ¡ya sabe la respuesta! Muchos científicos, químicos e investigadores han desempeñado papeles clave en la invención de las baterías. Alessandro Volta inició este viaje de modernización de la energía de respaldo, al que pronto se unieron Franklin Benjamin, Humphry Davy, John Frederic Daniell, William Robert Grove y Gaston Planté, cada uno avanzando aún más la idea.

Posteriormente, las baterías de iones de litio entraron en escena y cambiaron todo el panorama de las baterías, gracias a Stanley Whittingham, John B. Goodenough y Akira Yoshino.

Pero eso no es el final. El futuro también depara muchos avances para la batería. Actualmente, la industria se centra en el reciclaje de baterías, el almacenamiento a escala de red y las baterías de estado sólido. El futuro promete sostenibilidad, fabricación ecológica e integración tecnológica.