Hacia la década de 1880, el científico alemán Carl Gassner había resuelto el problema central de la antigua pila de celda húmeda —un pesado y propenso a fugas frasco de electrolito líquido, inutilizable salvo en posición vertical— sellando todo dentro de un recipiente de zinc que también servía como ánodo de la pila, creando así la primera verdadera «pila seca». El diseño de Gassner utilizaba un revestimiento moldeado de yeso de París como separador, la capa que impide que el ánodo y el cátodo se toquen y cortocircuiten la celda.
El yeso de París cumplía de forma fiable la función del separador y, hacia la década de 1890, era la forma establecida en que todos los fabricantes de pilas secas construían las suyas. Pero el yeso es voluminoso: moldear un revestimiento rígido de yeso dentro de la lata cilíndrica de zinc consumía una gran parte del limitado volumen interior de la pila, dejando solo un pequeño espacio restante para el cátodo —el material activo que determina realmente cuánta corriente puede entregar la pila—. Todos los fabricantes simplemente aceptaban esa contrapartida como la forma en que se construía una pila seca.
Reemplazó el grueso separador de yeso por un fino tubo de cartón recubierto de pasta, liberando espacio para más material de cátodo sin dejar de separar los electrodos.
El separador de cartón era mucho más fino que el yeso, lo que liberaba volumen interior.
El volumen liberado se llenó con más material de cátodo, aumentando la capacidad de la pila.
El cartón era más barato y más fácil de ensamblar que fundir yeso.
El separador más fino seguía impidiendo de forma fiable el contacto entre los electrodos.
Cuando un componente pasivo consume espacio o peso, comprueba si su función real puede realizarla un sustituto más fino y más barato, liberando capacidad para lo que aporta valor.
Debido a que el separador de cartón enrollado ocupaba un volumen interior drásticamente menor que el yeso moldeado, la pila seca Columbia —lanzada en 1896 como una pila sellada de seis pulgadas y 1,5 voltios— pudo incorporar mucho más material de cátodo en la misma lata, mejorando directamente su capacidad, además de ser más barata y más sencilla de ensamblar que fundir yeso dentro de cada unidad. Se convirtió en la primera pila seca fabricada y distribuida con éxito a escala de mercado masivo.
CONSULTA LAS PRUEBAS
Las fuentes
- The Columbia Dry Cell Battery (National Historic Chemical Landmark) American Chemical Society · acs.org
- National Carbon Co. Encyclopedia of Cleveland History, Case Western Reserve University · case.edu