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Bateria de chumbo-ácido

1859
  • Gaston Planté
Lead-acid battery with lead and lead dioxide electrodes in sulfuric acid electrolyte, electrochemistry.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A bateria de chumbo-ácido foi a primeira bateria recarregável, inventada por Gaston Planté em 1859. Ela funciona com um ânodo de chumbo (Pb) e um cátodo de dióxido de chumbo (PbO₂) imersos em um eletrólito de ácido sulfúrico (H₂SO₄). Durante a descarga, ambos os eletrodos se convertem em sulfato de chumbo (PbSO₄), um processo que é revertido durante o carregamento, permitindo o armazenamento e a reutilização de energia.

A bateria de chumbo-ácido foi uma invenção fundamental no campo do armazenamento de energia elétrica. O projeto do físico francês Gaston Planté, em 1859, era simples, porém eficaz, consistindo em duas lâminas de chumbo separadas por tiras de borracha, enroladas em espiral e submersas em uma solução de ácido sulfúrico. Sua inovação residia na reversibilidade. Ao contrário das pilhas primárias da época, ela podia ser recarregada pela passagem de uma corrente reversa.

As reações eletroquímicas são essenciais para o seu funcionamento. No eletrodo negativo (ânodo), o chumbo reage com íons sulfato do eletrólito: [latex]Pb(s) + HSO_4^-(aq) → PbSO_4(s) + H^+(aq) + 2e^-[/latex]. No eletrodo positivo (cátodo), o dióxido de chumbo reage com hidrogênio e íons sulfato: [latex]PbO_2(s) + HSO_4^-(aq) + 3H^+(aq) + 2e^- → PbSO_4(s) + 2H_2O(l)[/latex]. Durante o carregamento, essas reações são invertidas. A formação e a dissolução do sulfato de chumbo nos eletrodos constituem o principal mecanismo de armazenamento e liberação de energia. Apesar da sua baixa densidade energética e das preocupações ambientais relacionadas ao chumbo, seu baixo custo, confiabilidade e alta capacidade de corrente de pico garantiram sua utilização contínua e generalizada, principalmente em aplicações automotivas.

UNESCO Nomenclature: 2204
Eletroquímica

Tipo

Dispositivo físico

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Alessandro Volta’s invention of the Voltaic pile (1800)
  • Leis da eletrólise de Michael Faraday (1834)
  • Compreensão das células eletroquímicas e da corrosão galvânica

Aplicações

  • Baterias automotivas para partida, iluminação e ignição (SLI).
  • fontes de alimentação ininterrupta (UPS)
  • iluminação de emergência
  • armazenamento de energia da rede
  • submarinos

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: chumbo-ácido, Gaston Planté, bateria recarregável, eletroquímica, ácido sulfúrico, dióxido de chumbo, ânodo, cátodo, armazenamento de energia, bateria SLI.

Contexto histórico

Bateria de chumbo-ácido

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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