Che cos'è una batteria al piombo?
Componenti:
Una batteria al piombo è costituita dai seguenti componenti principali:
- Piastre positive: Realizzato in biossido di piombo (PbO2).
- Piastre negative: Realizzato in piombo puro (Pb).
- Elettrolita: Una soluzione di acido solforico (H2SO4) e acqua.
- Separatori: Materiale non conduttivo posizionato tra le piastre positive e negative per impedire il contatto elettrico ma consentire il movimento degli ioni.
Reazioni chimiche:
Durante la scarica (quando la batteria fornisce alimentazione):
- Quando si collega un carico elettrico, si verifica una reazione chimica tra gli elettrodi e l'elettrolita.
- Il biossido di piombo (PbO2) della piastra positiva reagisce con gli ioni solfato (SO42-) dell'elettrolita per formare solfato di piombo (PbSO4).
- Anche il piombo puro (Pb) della piastra negativa reagisce con gli ioni solfato per formare solfato di piombo.
La reazione netta durante la scarica è:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
Di conseguenza, sia le piastre positive che quelle negative vengono convertite in solfato di piombo e la concentrazione di acido solforico nell'elettrolita diminuisce.
Ricarica:
Per ricaricare la batteria (quando è collegata una fonte di alimentazione esterna):
- Alla batteria viene applicata corrente elettrica, provocando un'inversione delle reazioni di scarica.
- Il solfato di piombo delle piastre sia positive che negative reagisce con l'acqua dell'elettrolita.
- Il solfato di piombo delle piastre positive viene riconvertito in biossido di piombo (PbO2), mentre il solfato di piombo delle piastre negative viene riconvertito in piombo puro (Pb).
La reazione netta durante la carica è:
2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4
Nel complesso, le reazioni sono reversibili, consentendo alla batteria di essere ricaricata e riutilizzata più volte.
Le batterie al piombo sono ampiamente utilizzate nelle automobili, così come in varie altre applicazioni, come sistemi di alimentazione di backup, gruppi di continuità (UPS), golf cart e dispositivi portatili.