RESUMO

Os coletores de corrente de placas de baterias chumbo ácido convencionais são compostos por chumbo, altamente densos, o que confere baixa densidade de energia às baterias. Uma alternativa para este problema seria substituir as grades de chumbo por materiais mais leves, como o carbono, por exemplo. O objetivo deste trabalho foi analisar o comportamento eletroquímico em ciclos de carga/descarga de um eletrodo plano de grafite com eletrodepósito de Pb como material alternativo para o eletrodo negativo destas baterias. Foi utilizada uma haste cilíndrica de grafite, embutida em resina epóxi, deixando exposta uma área plana de 0,2 cm2. Sobre este eletrodo foi depositado Pb em célula eletroquímica convencional de 3 eletrodos. Foi utilizado contra-eletrodo de grafite e como eletrodo de referência um de Hg/Hg2SO4/H2SO4 1,0 mol·L-1. A solução para depósito, realizado em forma galvanostática, foi Pb(BF4)2 0,3 mol L-1, corrente de 5 mA aplicada durante 360 s, obtendo-se um depósito de 9 C cm-2. Ao término dessa etapa o eletrodo de trabalho foi retirado da solução, lavado com água destilada, seco com papel absorvente e acondicionado em dessecador. A seguir forma realizados os testes de carga/descarga (formação de Pb e oxidação a PbSO4) em H2SO4 4,6 mol·L-1 por ciclagem do eletrodo também em célula de 3 eletrodos. Foi utilizada uma placa circular de chumbo como contra-eletrodo e eletrodo de referência de Hg/Hg2SO4/ H2SO4 4,6 mol·L-1. A etapa inicial do processo foi a imersão do eletrodo na solução, já polarizado em -1,1 V com ajuda de um quarto eletrodo, para reduzir produtos formado espontaneamente na superfície do Pb quando este entra em contato com o ar atmosférico e a solução de H2SO4. Este potencial foi mantido durante 6 minutos. Logo, se aplicou uma varredura voltamétrica a 20 mV s-1 até -0,7 V, formando-se a primeira camada de PbSO4 sobre a superfície do Pb. Imediatamente começaram as ciclagens com a técnica de voltametria cíclica, entre os potenciais de -0,7 V e -1,4 V, com velocidade de varredura de 20 mV s-1. Estes potenciais garantem a formação de PbSO4 (até -0,7) e a redução a Pb até -1,4 V para minimizar a evolução de hidrogênio. Potenciais mais catódicos fariam a reação de hidrogênio muito mais importante e poderia ter efeitos prejudiciais sobre o depósito de Pb sobre o grafite. Foram registrados 1650 ciclos de carga/descarga sem desprendimento da camada de Pb. A capacidade do eletrodo apresenta variações durante os ciclos que são relacionadas com variações da área (porosidade) da camada de Pb.

Palavras-chave: Eletrodeposição, Chumbo, Grafite