5º EINTI

Aluno de Iniciação Científica: Camila Melo Pesqueira (LACTEC)

Curso: Outros

Orientador: Juliano de Andrade

Co-Orientador: Não há

Colaborador: Diego Maciel Geronimo, Patricio Rodolfo Impinnisi

Departamento: LACTEC

Setor: Tecnologia

Palavras-chave: Dióxido de chumbo, Potenciometria, pH

Área de Conhecimento: 10603000 - FÍSICO-QUÍMICA

A crescente demanda por novas tecnologias de armazenamento de energia tem levado à busca por desenvolver e aprimorar tais sistemas. O sistema chumbo-ácido, apesar de sua baixa densidade de energia ainda é uma das melhores alternativas do ponto de vista de sua simplicidade, confiabilidade, custo e praticidade, tornando-o a opção mais viável principalmente em se tratando do ramo automotivo. Contudo, carece de ferramentas como monitoramento online dos estados de carga e conservação, SoC (State of Charge) e SoH (State of Health). Nesse contexto, surge como opção o uso de sensores que avaliem tais propriedades, o uso de ferramentas potenciométricas tem se mostrado uma boa alternativa. Tais sensores apresentam um número muito grande de potenciais aplicações, tanto no ramo industrial quanto no de tecnologia. Eletrodos íon-seletivos são sensores que permitem a determinação potenciométrica da atividade de uma espécie iônica na presença de outros íons. Eletrodos a base de PbO2, são sensíveis ao pH, a íons Pb2+ e indiretamente a ânions que formam sais de Pb2+ pouco solúveis, como o sulfato. Neste trabalho de iniciação tecnológica, além da preparação de diferentes eletrodos/sensores de PbO2, é avaliada a sua aplicabilidade como indicadores do estado de carga de baterias chumbo ácido, o qual está diretamente relacionado à concentração de ácido sulfúrico, que diminui durante a descarga e aumenta na carga. Os eletrodos elaborados são de pasta de carbono modificada. A pasta é preparada a partir de grafite, óleo mineral e com diferentes quantidades de PbO2 nanométrico. As estratégias experimentais adotadas para avaliar a eficiência desses eletrodos como sensores às espécies presentes na bateria são a titulação potenciométrica e potenciometria direta. Resultados obtidos em trabalhos prévios demonstram que a melhor composição de pasta é: 70% de grafite, 5% de PbO2 e 25 % de óleo, porém serão realizados mais testes para otimização do sensor. Para a realização das medidas foi necessária a elaboração de um eletrodo de referência, o mais adequado ao sistema é o eletrodo de Ag/Ag2SO4. Foram testados dois procedimentos, potenciostático e galvanostático. O segundo apresentou maior eficiência e melhor estabilidade para o eletrodo de referência. Foi utilizada uma corrente de 0,008 mA durante 100000 s em um fio de prata mergulhado em solução de H2SO4 4,6 molL-¹. A caracterização dos eletrodos é feita através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de energia dispersiva de raios-x (EDS).