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Batería de plomo-ácido

1859
  • Gaston Planté
Batería de plomo-ácido con electrodos de plomo y dióxido de plomo en electrolito de ácido sulfúrico, electroquímica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La batería de plomo-ácido es la primera batería recargable, inventada por Gaston Planté en 1859. Funciona con un ánodo de plomo (Pb) y un cátodo de dióxido de plomo (PbO₂) sumergidos en un electrolito de ácido sulfúrico (H₂SO₄). Durante la descarga, ambos electrodos se convierten en sulfato de plomo (PbSO₄), un proceso que se invierte durante la carga, lo que permite el almacenamiento y la reutilización de energía.

La batería de plomo-ácido fue un invento fundacional en el campo del almacenamiento de energía eléctrica. El diseño del físico francés Gaston Planté en 1859 era sencillo pero eficaz: consistía en dos láminas de plomo separadas por tiras de goma, enrolladas en espiral y sumergidas en una solución de ácido sulfúrico. Su novedad radicaba en su reversibilidad. A diferencia de las pilas primarias de la época, podía recargarse haciendo pasar por ella una corriente inversa.

Las reacciones electroquímicas son la clave de su funcionamiento. En el electrodo negativo (ánodo), el plomo reacciona con los iones sulfato del electrolito: [latex]Pb(s) + HSO_4^-(aq) flecha derecha PbSO_4(s) + H^+(aq) + 2e^-[/latex]. En el electrodo positivo (cátodo), el dióxido de plomo reacciona con iones hidrógeno y sulfato: [latex]PbO_2(s) + HSO_4^-(aq) + 3H^+(aq) + 2e^- flecha derecha PbSO_4(s) + 2H_2O(l)[/latex]. Durante la carga, estas reacciones se invierten. La formación y disolución de sulfato de plomo en los electrodos es el mecanismo central de almacenamiento y liberación de energía. A pesar de su baja densidad energética y de los problemas medioambientales que plantea el plomo, su bajo coste, su fiabilidad y su elevada capacidad de corriente de choque han garantizado su uso generalizado, sobre todo en aplicaciones de automoción.

UNESCO Nomenclature: 2204
- Electroquímica

Tipo

Dispositivo físico

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • La invención de Alessandro Volta del Pila voltaica (1800)
  • Leyes de electrólisis de Michael Faraday (1834)
  • understanding of electrochemical cells and corrosión galvánica

Aplicaciones

  • Baterías de arranque, iluminación e ignición (SLI) para automóviles
  • sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)
  • iluminación de emergencia
  • almacenamiento de energía en red
  • submarinos

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Electrodos ligeros de espuma de plomo para herramientas eléctricas portátiles
  • Baterías ultracondensadoras híbridas de plomo y carbono para una vida útil mejorada en aplicaciones de red
  • Baterías de plomo-ácido selladas con electrolitos de gel para uso en cualquier orientación
  • smart battery management systems (bms) for lead-acid batteries to optimize esperanza de vida
  • recycling processes that recover over 99% of lead for a economía circular
  • Diseños de baterías bipolares de plomo-ácido para una mayor densidad de potencia
  • Baterías de flujo de plomo-ácido para almacenamiento estacionario a gran escala
  • Aditivos electrolíticos autocurativos para reducir la sulfatación
  • sensores integrados para monitorizar el estado de salud en tiempo real
  • Mejoradores del rendimiento a baja temperatura para aplicaciones árticas
Relacionado con: plomo-ácido, Gaston Planté, batería recargable, electroquímica, ácido sulfúrico, dióxido de plomo, ánodo, cátodo, almacenamiento de energía, batería SLI.

Contexto histórico

Batería de plomo-ácido

1850
1851
1854
1859
1861
1865
1868
1850
1851
1852
1859
1860
1861
1865
1869

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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