¿Qué es una batería de almacenamiento de plomo-ácido?

Una batería de almacenamiento de plomo-ácido, comúnmente conocida como batería de automóvil, es una celda electroquímica recargable que convierte la energía química en energía eléctrica mediante reacciones químicas reversibles. Así es como funciona una batería de almacenamiento de plomo-ácido:

Componentes:

Una batería de plomo-ácido consta de los siguientes componentes principales:

- Placas positivas: Hecho de dióxido de plomo (PbO2).

- Placas negativas: Fabricado en plomo puro (Pb).

- Electrolito: Una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) y agua.

- Separadores: Material no conductor colocado entre placas positivas y negativas para evitar el contacto eléctrico pero permitir el movimiento de iones.

Reacciones químicas:

Durante la descarga (cuando la batería está proporcionando energía):

- Cuando se conecta una carga eléctrica, se produce una reacción química entre los electrodos y el electrolito.

- El dióxido de plomo (PbO2) de la placa positiva reacciona con los iones sulfato (SO42-) del electrolito para formar sulfato de plomo (PbSO4).

- El plomo puro (Pb) de la placa negativa también reacciona con iones sulfato para formar sulfato de plomo.

La reacción neta durante la descarga es:

PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O

Como resultado, tanto las placas positivas como las negativas se convierten en sulfato de plomo y la concentración de ácido sulfúrico en el electrolito disminuye.

Cargando:

Para recargar la batería (cuando se conecta una fuente de alimentación externa):

- Se aplica una corriente eléctrica a la batería, provocando una inversión de las reacciones de descarga.

- El sulfato de plomo de las placas positiva y negativa reacciona con el agua del electrolito.

- El sulfato de plomo de las placas positivas se convierte nuevamente en dióxido de plomo (PbO2), mientras que el sulfato de plomo de las placas negativas se convierte nuevamente en plomo puro (Pb).

La reacción neta durante la carga es:

2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4

En general, las reacciones son reversibles, lo que permite recargar y reutilizar la batería varias veces.

Las baterías de plomo-ácido se utilizan ampliamente en automóviles, así como en otras aplicaciones, como sistemas de energía de respaldo, sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS), carritos de golf y dispositivos portátiles.