Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Hogar » Química de las baterías de plomo-ácido

Química de las baterías de plomo-ácido

1859
  • Gaston Planté
Batería de plomo-ácido con ánodo de plomo y cátodo de dióxido de plomo en un laboratorio histórico.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La primera batería recargable comercialmente exitosa. Utiliza un ánodo de plomo (Pb), un cátodo de dióxido de plomo (PbO₂) y un electrolito de ácido sulfúrico (H₂SO₄). Durante la descarga, ambos electrodos se convierten en sulfato de plomo (PbSO₄) y el ácido sulfúrico se consume. Este proceso es químicamente reversible mediante la aplicación de una corriente externa, lo que la convierte en un sistema de almacenamiento de energía práctico y robusto.

El funcionamiento de la batería de plomo-ácido se basa en una reacción reversible de doble sulfato. En estado de carga completa, el electrodo negativo es plomo (Pb) puro y esponjoso, y el positivo es dióxido de plomo (PbO₂). Ambos se sumergen en un electrolito de aproximadamente 37% de ácido sulfúrico (H₂SO₄) en agua.

Durante la descarga, se producen las siguientes semirreacciones. En el ánodo: [latex]Pb(s) + HSO_4^-(aq) \ flecha recta PbSO_4(s) + H^+(aq) + 2e^-[/latex]. En el cátodo: [latex]PbO_2(s) + HSO_4^-(aq) + 3H^+(aq) + 2e^- \rightarrow PbSO_4(s) + 2H_2O(l)[/latex]. En ambas reacciones, el material activo se convierte en sulfato de plomo y se consume ácido sulfúrico mientras se produce agua. Este consumo de ácido sulfúrico hace que la gravedad específica (densidad) del electrolito disminuya, proporcionando una forma sencilla y eficaz de estimar el estado de carga de la batería utilizando un hidrómetro.

Para recargar la batería, se aplica un voltaje externo, lo que obliga a que las reacciones se produzcan a la inversa. El sulfato de plomo de la placa negativa se convierte de nuevo en plomo, y el sulfato de plomo de la placa positiva se convierte de nuevo en dióxido de plomo. El agua se consume y el ácido sulfúrico se regenera, aumentando la gravedad específica del electrolito. A pesar de su baja relación peso-energía y de los riesgos medioambientales del plomo, el bajo coste de esta tecnología, su fiabilidad y su capacidad para suministrar elevadas corrientes de choque han garantizado su uso generalizado, especialmente en aplicaciones de automoción.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Electroquímica

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento de la electrólisis y la reversibilidad de algunas reacciones químicas
  • Pilas Daniell y otras pilas galvánicas no recargables
  • Desarrollo de generadores dinamo capaces de proporcionar una corriente continua para recarga
  • Técnicas de fabricación mejoradas para placas de plomo

Aplicaciones

  • Baterías de arranque, iluminación e ignición (SLI) para automóviles
  • Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) para centros de datos y hospitales
  • sistemas de iluminación de emergencia
  • Sistemas de energía fuera de la red para hogares remotos
  • Propulsión para carretillas elevadoras y carros de golf

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

Debido al bloqueo del tráfico generado por bots, que actualmente supera los 40.000 al día, este contenido está reservado para los miembros de la comunidad.
> Iniciar sesión < o > Registrarse < (100% gratis) para acceder a esto, al igual que a todo el demás contenido y herramientas restringidos.

Relacionado con: plomo-ácido, batería recargable, SLI, ácido sulfúrico, dióxido de plomo, ánodo, cátodo, gaston planté.

Contexto histórico

Química de las baterías de plomo-ácido

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

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

Invención, innovación y principios técnicos relacionados.

Las imágenes a tamaño completo y las descargas sólo están disponibles, 100% gratis, para los miembros registrados.

> Acceso <