Una celda voltaica es un dispositivo hecho de conectar dos metales diferentes y sumergir la pieza combinada en algún tipo de fluido que crea una atmósfera conductora. El propósito general de una celda voltaica es convertir la reacción química entre los metales y el fluido en una carga eléctrica. Uno de los ejemplos más comunes es simplemente una batería, que se utiliza para suministrar energía eléctrica a dispositivos que no están conectados a una fuente de energía de la red central.
La forma básica en que funciona una celda voltaica es utilizando la técnica galvánica. Una celda voltaica galvánica consta de dos metales, como el cobre y el zinc, colocados muy cerca uno del otro. Esta pieza unificada luego se cubre con agua salada, lo que provoca que se produzca la reacción electroquímica. La clave de la reacción proviene del hecho de que el metal contiene cationes, iones con más protones que electrones. Los cationes reaccionan con el agua, que contiene aniones, iones con más electrones que protones.
Es necesario mantener ambos metales separados por una pequeña barrera. Esto se debe a que un metal provocará la reducción de la oxidación dentro del otro, mientras que el otro metal aumentará la oxidación. La reacción entre los cationes y los aniones crea un intercambio de electrones y, por lo tanto, la creación de electricidad.
Cuando varias de estas celdas voltaicas galvánicas se colocan en una serie, se denomina pila voltaica. Alternar los dos metales con algún tipo de barrera electrolítica puede crear la reacción electroquímica. Si los dos extremos de la pila voltaica están conectados, se creará una corriente eléctrica, que luego se puede utilizar para alimentar otros dispositivos en forma de batería.
Uno de los efectos secundarios de la reacción voltaica es la corrosión. Debido a la reacción química continua, el intercambio de electrones finalmente hace que los metales se degraden. Esta es la razón por la que una batería finalmente se agota en lugar de durar para siempre.
El uso de la celda voltaica parece remontarse a la antigüedad con el descubrimiento de la Batería de Bagdad en 1936, una serie de celdas galvánicas colocadas en grandes frascos de algún momento de los primeros siglos d.C. Sin embargo, no fue hasta el trabajo de Luigi Galvani a finales del 1700 que se modernizó la tecnología de las baterías. Galvani descubrió que al conectar el cobre y el zinc, podía hacer que los músculos de la pata de una rana sufrieran espasmos. Alessandro Volta tomó esta información y la adaptó a la pila voltaica en 1800.