Las pilas y baterías son dispositivos que transforman la energía química (mediante reacciones de oxidación-reducción) en energía eléctrica. Se pueden clasificar en dos tipos: primarias y secundaria.
Las pilas y baterías primarias son aquellas que no se pueden recargar. Una vez que cesa la reacción de transferencia de electrones, la célula deja de funcionar, ya que sus reacciones no son reversibles.
Ya Las baterías y las baterías secundarias son recargables y se pueden usar una y otra vez.. Vea los dos ejemplos principales de baterías secundarias:
- Batería de automóvil (batería de plomo / óxido de plomo):
Esta batería está formada por placas de plomo (Pb) conectadas al conector negativo y colocadas intercaladas con placas de plomo cubiertas de dióxido de plomo (PbO2) que, a su vez, se conectan al conector positivo. Ambos se sumergen en una solución acuosa de ácido sulfúrico (H2SOLO4) con un 40% en masa, que actúa como electrolito (solución conductora de iones).
El plomo es el electrodo negativo o ánodo que se oxida, perdiendo electrones, y el dióxido de plomo funciona como electrodo positivo, cátodo, que se reduce a sí mismo, ganando electrones:
Media reacción del ánodo: Pb + HSO41-+ H2O ↔ PbSO4 + H3O1+ + 2e-
Semirreacción del cátodo: PbO2 + HSO41-+ 3H3O1+ + 2e-↔ PbSO4 + 5 horas2O
Reacción general: Pb + PbO2 + 2 HSO41-+ 2 H3O1+↔ 2 PbSO4 + 4 H2O
A medida que se consume ácido sulfúrico, la batería se descarga. Pero estas reacciones de descarga de la batería que se muestran arriba son reversible. Dado que las reacciones inversas no son espontáneas, es necesario suministrar una corriente eléctrica continua a través de un generador como un alternador o una dínamo. Así, estas reacciones ocurren en sentido contrario, regenerando el ácido sulfúrico y permitiendo que la batería se vuelva a utilizar.
Las baterías de los automóviles generalmente se recargan con la dinamo del vehículo. La energía es suministrada por el movimiento del motor a través del alternador, que tiene una dinamo, cuya función es transformar la energía mecánica en energía eléctrica. Esta recarga debe realizarse con frecuencia porque este tipo de batería a menudo se descarga.
La densidad de la solución ácida nos muestra el grado de descarga de la batería, si la densidad es inferior a 1,20 g / cm3, está descargado, pero si es igual a 1,28 g / cm3, está cargado.
Para más detalles sobre este tipo de batería, lea el texto Batería de plomo del coche.
- Batería del teléfono celular (batería de iones de litio):
Esta batería representa el sistema de conversión de energía más moderno, siendo ampliamente utilizada en equipos electrónicos portátiles, especialmente en teléfonos celulares.
En resumen, el cátodo o polo positivo de esta batería es óxido de litio y cobalto, y el ánodo o polo negativo está compuesto de carbono (grafito). Su funcionamiento se basa en el movimiento de iones de litio del ánodo al cátodo a través del electrolito, que es un disolvente no acuoso:
Media reacción del ánodo: LiyC6 (s) → y Li + C6+y-
Semirreacción del cátodo: LiXArrullo2 (s) + y leer+(s) + y y- → leíx + yArrullo2 (s)
Reacción global: LiyC6 (s) + leerXArrullo2 → C6(s) + leerx + yArrullo2 (s)
Estas reacciones son reversibles, por lo que estas baterías se pueden recargar si se colocan en un dispositivo. que conduce la corriente eléctrica y provoca la reacción inversa, en la que los iones de litio migrarán del óxido al grafito.
El texto Baterías y Pilas de Litio explica el funcionamiento de estos dispositivos en detalle.
Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm
