Uma bateria de armazenamento de chumbo-ácido, comumente conhecida como bateria de carro, é uma célula eletroquímica recarregável que converte energia química em energia elétrica por meio de reações químicas reversíveis. Veja como funciona uma bateria de armazenamento de chumbo-ácido:
Componentes: Uma bateria de chumbo-ácido consiste nos seguintes componentes principais:
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Placas positivas: Feito de dióxido de chumbo (PbO2).
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Placas negativas: Feito de chumbo puro (Pb).
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Eletrólito: Uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) e água.
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Separadores: Material não condutor colocado entre as placas positivas e negativas para evitar o contato elétrico, mas permitir o movimento dos íons.
Reações Químicas: Durante a descarga (quando a bateria está fornecendo energia):
- À medida que uma carga elétrica é conectada, ocorre uma reação química entre os eletrodos e o eletrólito.
- O dióxido de chumbo (PbO2) da placa positiva reage com os íons sulfato (SO42-) do eletrólito para formar sulfato de chumbo (PbSO4).
- O chumbo puro (Pb) da placa negativa também reage com os íons sulfato para formar sulfato de chumbo.
A reação líquida durante a descarga é:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
Como resultado, tanto as placas positivas quanto as negativas são convertidas em sulfato de chumbo e a concentração de ácido sulfúrico no eletrólito diminui.
Carregamento: Para recarregar a bateria (quando uma fonte de alimentação externa estiver conectada):
- Uma corrente elétrica é aplicada à bateria, causando uma reversão das reações de descarga.
- O sulfato de chumbo das placas positivas e negativas reage com a água do eletrólito.
- O sulfato de chumbo das placas positivas é convertido novamente em dióxido de chumbo (PbO2), enquanto o sulfato de chumbo das placas negativas é convertido novamente em chumbo puro (Pb).
A reação líquida durante o carregamento é:
2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4
No geral, as reações são reversíveis, permitindo que a bateria seja recarregada e reutilizada diversas vezes.
As baterias de chumbo-ácido são amplamente utilizadas em automóveis, bem como em várias outras aplicações, como sistemas de energia de reserva, fontes de alimentação ininterruptas (UPS), carrinhos de golfe e dispositivos portáteis.
