Estudo de Fatores que Influenciam na Macroporosidade de Placas de Baterias Chumbo-Ácido

Abstract

O cenário mundial atual de mudança climática exige a busca por fontes alternativas de energia e é dentro desse contexto que se encaixam as baterias chumbo-ácido, que possuem muitas vantagens, como facilidade de manufatura, coleta e reciclagem, baixo custo e bom desempenho, em relação a outros tipos de baterias. Pelas vantagens mencionadas, as baterias chumbo-ácido perdurarão, com destaque, por muito tempo no mercado. Uma bateria chumbo-ácido deve o seu bom desempenho também ao tamanho médio de poros e à porosidade total das suas placas empastadas. É imprescindível, com o objetivo de controle, que haja estudos sistematizados das influências que atuam sobre os macroporos e como atuam, já que os macroporos são responsáveis pela transferência de massa no sistema poroso das placas de uma bateria chumbo-ácido, além de fazerem parte das reações de carga e descarga nessas baterias. O objetivo do presente estudo é o entendimento de como atuam dois fatores sobre a macroporosidade: Quantidade de água e tempo de soaking. Para isso, foram confeccionadas miniplacas de baterias chumbo-ácido com variações no conteúdo de água adicionada à pasta (feita à base de PbO e água) de 8% até 15% em fração mássica e miniplacas que passaram pelo soaking com variações de tempo de 1h, 2h, 4h e 8h. As miniplacas foram caracterizadas por testes de macroporosidade através da absorção de água para análise da porosidade total; Difração de Raios-X (DRX) para análise das fases cristalinas; Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para análise das morfologias e método Brunauer, Emmett, Teller (BET) para análise de área superficial. Os resultados mostraram uma relação crescente e quadrática entre macroporosidade e quantidade de água nos materiais precursor e ativo positivo e uma relação decrescente e quadrática entre tempo de soaking e macroporosidade para o material precursor. Para a área superficial BET foi encontrada uma relação crescente e quadrática com a quantidade de água e macroporosidade para o material precursor. Para o material ativo positivo a relação foi decrescente e quadrática.