Aluno de Iniciação Científica: Luiza Adelita de Andrade (LACTEC)
Curso: Engenharia Química (MT)
Orientador: Patricio Rodolfo Impinnisi
Co-Orientador: Juliano de Andrade
Colaborador: Diego Maciel Geronimo
Departamento: LACTEC
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: Bateria, Chumbo-ácido, Carbono
Área de Conhecimento: 10603000 - FÍSICO-QUÍMICA
Baterias chumbo-ácidas representam uma tecnologia relativamente simples e barata para se acumular energia. A principal desvantagem desse sistema é sua baixa densidade de energia. Esse sistema tem um elevado conteúdo de chumbo (metal pesado altamente tóxico), uma vez que muito desse material está presente na forma metálica nas grades coletoras de corrente e também no material ativo das placas. Para melhorar o desempenho destas baterias tem sido proposta a substituição de parte do chumbo por materiais mais leves, como por exemplo, o carbono. Nesse contexto, foi realizada a montagem e estudo de dois tipos de eletrodos negativos com carbono como coletores de corrente no lugar do chumbo, um eletrodo plano de grafite e um eletrodo poroso de carbono vítreo reticulado. Foram montadas células eletroquímicas com esses eletrodos seguindo algumas etapas, primeiramente confeccionou-se a pasta que dará origem ao material ativo da bateria (composição da pasta: para cada 100g de PbO, 0,244g de lignossulfato de sódio, 0,391g de BaSO4, 0,196 g de negro de fumo, 8 mL de H2SO4 e 13 mL de H2O). A pasta foi aplicada aos eletrodos e este conjunto foi submetido a um processo de cura (75°C e 100% de umidade por 24 horas) seguido da secagem e do processo denominado embebição (os eletrodos permaneceram 6 horas em contato com uma solução de H2SO4 2,0 molL-¹). A seguir foram montadas células eletroquímicas utilizando os eletrodos preparados, e como contra eletrodos foram utilizadas placas positivas de baterias comerciais. Em seguida se iniciou o processo de formação do material ativo na mesma solução de ácido sulfúrico, quando todo o material precursor da placa negativa foi convertido em chumbo metálico. Após a formação a solução de ácido H2SO4 2,0 molL-¹ foi substituída por outra mais concentrada, 4,6 molL-¹. Eletrodos de referência Hg/Hg2SO4/H2SO4 4,6 molL-¹ foram adicionados ao sistema e foram realizados ciclos de carga e descarga. As capacidades obtidas durante os ciclos foram próximas de 100 mAh g-1 e os sistemas continuam ciclando. Para efeito de comparação foram montados e testados dois sistemas com substrato de chumbo (um plano e outro em forma de uma grade). Até o momento os resultados obtidos com estes sistemas com carbono foram muito próximos ao de uma placa de bateria comercial (que apresenta valores de capacidade da ordem de 120 mAhg-1).
