Uma célula voltaica (comumente conhecida como célula galvânica) é uma fonte de energia eletroquímica na qual a energia elétrica é criada a partir das atividades de diferentes reações químicas. Ela contém duas placas metálicas diferentes que trocam cargas elétricas entre si através de uma interconexão criada por uma substância eletrolítica, como sais ou outras substâncias ácidas. A célula voltaica derivou seu nome de Alessandro Volta, um cientista atribuído a ter inventado a primeira bateria elétrica no início do século XIX.
A invenção de células voltaicas ou galvânicas é considerada uma conquista marcante no desenvolvimento de baterias elétricas em uso hoje. A ideia foi desenvolvida a partir de uma descoberta de Luigi Galvani, que descobriu que a interação entre dois metais diferentes (em certas condições arranjadas) leva à produção de energia, conhecida hoje como eletricidade. Esta teoria foi realizada por Alessandro Volta, e ele realizou o experimento com duas placas metálicas, interconectadas entre si, enquanto imersas em uma substância ácida. Eventualmente, o experimento se tornou um sucesso, levando à invenção de uma célula voltaica.
Uma célula voltaica normal é dividida em duas seções. Ambas as seções contêm diferentes placas metálicas imersas em suas respectivas soluções de sulfato — por exemplo, placa de zinco imersa em solução de sulfato de zinco, ou placa de cobre imersa em sulfato de cobre. Ambas as seções ficam separadas uma da outra, interconectadas apenas por uma ponte de sal, que é imersa em ambas as soluções. Desta forma, as placas metálicas transferem suas cargas para sua solução de sulfato, que as passa para a ponte de sal para entrega ao outro lado. Em última análise, nesta montagem, um fluxo de cargas em qualquer direção é produzido, que é frequentemente considerado como corrente elétrica.
Em um arranjo eletroquímico, uma bateria tem dois terminais: ânodo e cátodo. O ânodo é dito ser carregado com cargas positivas, enquanto o cátodo é considerado uma entidade carregada negativamente. Similarmente, em uma célula voltaica, as duas placas metálicas (de acordo com suas propriedades intrínsecas positivas ou negativas) assumem as posições de ânodo e cátodo e a transferência de cargas do ânodo (+) para o cátodo (-) ocorre. Ambas as placas metálicas são chamadas de eletrodos. A solução de sulfato é conhecida como eletrólito, e todo o processo é chamado de eletrólise. A quantidade de corrente produzida por uma célula é diretamente proporcional à taxa de transferência de carga entre duas placas, que é aumentada em solução ácida como ácidos sulfúricos.
Diferentes tipos de célula voltaica representam diferenças menores em sua arquitetura e constituição, ou seja, alguns tipos vêm com uma única solução de sulfato carregando ambas as placas metálicas em um único recipiente; outros tipos carregam outros materiais ácidos atuando como eletrólito em vez de soluções de sulfato. Principais tipos de células voltaicas incluem células lasanha, células eletrolíticas, bateria ácida e células de concentração. Todas estas células voltaicas incorporam as mesmas características de produzir corrente através de um processo eletroquímico, mas com poucas variações em seu design e composições.
A vantagem básica de células voltaicas é sua portabilidade, o que as torna uma escolha primária em ambientes onde energia elétrica é requerida em mobilidade. Portanto, células voltaicas são frequentemente encontradas em automóveis, equipamentos eletrônicos, baterias de energia de emergência e aplicações da indústria de manufatura.
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