* Aplicação em pilhas e baterias

                   

Aumentou muito à demanda por pilhas e baterias cada vez menores, mais leves e de melhor desempenho. Conseqüentemente, existe atualmente no mercado uma grande variedade de pilhas e baterias a fim de atender às inúmeras exigências. A compreensão dos princípios de funcionamento dessa grande variedade de pilhas e baterias é uma tarefa árdua e requer, muitas vezes, um conhecimento profundo e multidisciplinar.

- Nomenclatura e classificação dos sistemas eletroquímicos:

 Em princípio, o termo pilha deveria ser empregado para se referir a um dispositivo constituído unicamente de dois eletrodos e um eletrólito, arranjados de maneira a produzir energia elétrica. O eletrólito pode ser líquido, sólido ou pastoso, mas deve ser sempre, um condutor iônico. Quando os eletrodos são conectados a um aparelho elétrico uma corrente flui pelo circuito, pois o material de um dos eletrodos oxida-se espontaneamente liberando elétrons (anodo ou eletrodo negativo), enquanto o material do outro eletrodo reduz-se usando esses elétrons. O termo bateria deveria ser usado para se referir a um conjunto de pilhas agrupadas em série ou paralelo, dependendo da exigência por maior potencial ou corrente.
  A convenção mais usada para representar um sistema eletroquímico é aquela de escrever o anodo do lado esquerdo e o catodo do lado direito. Assim, quando se escreve bateria sódio/enxofre significa que o sódio e o enxofre são os reagentes ativos no anodo e catodo, respectivamente. Entretanto, alguns sistemas eletroquímicos não obedecem a esta regra geral quando citados; os casos mais comuns são os sistemas: chumbo/óxido de chumbo, cádmio/óxido de níquel e zinco/dióxido de manganês, mais conhecidos como chumbo/ácido, níquel/cádmio e Leclanché, respectivamente. Além destes, outros sistemas eletroquímicos mais avançados e modernos também não seguem a regra mencionada.

Os sistemas eletroquímicos podem ser diferenciados uns dos outro, assim, embora alguns sejam denominados de forma especial todos eles podem ser classificados como:

* Baterias primárias:

Distintas das demais por serem essencialmente não recarregáveis. Exemplos: zinco/dióxido de manganês (Leclanché), zinco/dióxido de manganês (alcalina), zinco/óxido de prata, lítio/dióxido de enxofre, lítio/dióxido de manganês etc.

Dentre as inúmeras baterias primárias comercializadas, as que se destacam no mercado nacional são: zinco/dióxido de manganês (Leclanché), zinco/dióxido de manganês (alcalina)  elítio/dióxido de manganês. Todas são sempre produzidas hermeticamente fechadas em dimensões padronizadas internacionalmente nas formas cilíndricas (tamanhos AA, AAA etc.), tipo botão e tipo moeda. Além dessas, a forma prismática também pode ser encontrada para aplicações especiais.

*Pilha de zinco/dióxido de manganês (Leclanché):

Inventada pelo químico francês George Leclanché em 1860, é a mais comum das baterias primárias. A pilha de zinco/dióxido de manganês usada hoje é muito parecida com a versão original. O eletrólito é uma pasta formada pela mistura de cloreto de amônio e cloreto de zinco.

*Pilha de zinco/dióxido de manganês (alcalina):

As pilhas de zinco/dióxido de manganês apresentam uma relação custo benefício interessantes somente para aplicações que requerem valores baixos e médios de corrente elétrica. A utilização de dióxido de manganês de alta qualidade e a substituição do cloreto de amônio do eletrólito por cloreto de zinco melhora muito o desempenho das pilhas zinco/dióxido de manganês mesmo em aplicações que exigem correntes elétricas maiores. O principal problema observado neste tipo de pilha são as reações paralelas, também chamadas de reações de prateleiras.

*Pilha de lítio/dióxido de manganês:

Essa e outras pilhas primárias que empregam lítio como anodos passaram a ser investigadas com o advento da exploração espacial (início da década de 1960). Isso ocorreu pela necessidade de pequenos sistemas eletroquímicos duráveis, confiáveis e capazes de armazenar grande quantidade de energia.

*Baterias secundárias:

Baterias recarregáveis que podem ser reutilizadas muitas vezes pelos usuários (centenas e até milhares de vezes para o caso de baterias especialmente projetadas). Exemplos: cádmio/óxido de níquel (níquel/cádmio), chumbo/óxido de chumbo (chumbo/ácido), hidreto metálico/óxido de níquel, íons lítio etc.

- Principais baterias secundárias comercializada:

As baterias secundárias que dominam o mercado nacional são: chumbo/ óxido de chumbo (chumbo/ácido), cádmio/óxido de níquel (níquel/cádmio), hidreto metálico/óxido de níquel e íons lítio. Diferentemente das baterias primárias, as

*Bateria chumbo/óxido de chumbo (chumbo/ácido):

Sua história começou em 1859, quando o físico francês Raymond Gaston Planté construiu o primeiro sistema recarregável, formando as bases para as baterias secundárias chumbo/ácido usadas até hoje. Essas baterias apresentam a característica pouco usual de envolver em ambos os eletrodos o mesmo elemento químico, o chumbo.

*Bateria cádmio/óxido de níquel (níquel/cádmio):

      

As baterias níquel/cádmio caracterizam-se por apresentar correntes elétricas relativamente altas, potencial quase constante, capacidade de operar a baixas temperaturas e vida útil longa. Entretanto, o custo de sua produção é bem maior do que o das baterias chumbo/ácido. Pelo fato de empregarem cádmio em sua composição, essas baterias são consideradas as de maior impacto ambiental. Devido a isso e ao recente avanço tecnológico em armazenamento de hidrogênio, há uma tendência mundial em substituí-las pelas baterias hidreto metálico/óxido de níquel, cujas características operacionais são muito semelhantes às da níquel/cádmio.

*Bateria de íons lítio:

                                  

Assim denominada, porque usa, em vez de lítio metálico, apenas íons lítio, presentes no eletrólito na forma de sais de lítio dissolvidos em solventes não aquosos. Durante o processo de descarga, os íons lítio migram desde o interior do material que compõe o anodo até dentro do material do catodo e os elétrons movem-se através do circuito externo.

Fontes:http://www.vocesabia.net/ciencia/curiosidades-sobre-as-pilhas-e-baterias/
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a01.pdf

Postagem: Milena ;)