UNIVERSIDAD INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ PROGRAMA EDUCATIVO
INGENIERÍA INDUSTRIAL ASIGNATURA
QUIMICA DOCENTE
MONTOYA MAGAÑA JOSÉ MANUEL TRABAJO TRABAJO
FUNCIONAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE CELDAS (VOLTAICA, ELECTROLÍTICA, GALVÁNICA, ACUMULADORES Y BATERÍAS)
ESTUDIANTE
VALENCIA ANCHEYTA ANCHEYTA JORGE MANUEL
TUXTLA GUTIÉRREZ, GUTIÉRREZ , CHIAPAS. CHIAPAS.
03 DE DICIEMRE !0"#
¿Quésonl ascel das? Una cel da el ect r oquí mi ca esun di sposi t i vocapazdeobt enerener gí a el éct ri ca a part i rder eacci onesquí mi cas( obi en,depr oduci rr eacci onesquí mi casat r avésde l ai nt r oducci óndeener gí ael éct ri ca,cuandoseest écar gandol acel da) .
Un ej emp mpl ocomú múndecel dael ect r oquí mi caesl api l a( porej emp mpl o,l aest ándarde 1, 5 vol t i osol ar ecargabl ede1, 2) ,queesuna cel da gal váni ca si mpl e,mi ent r as unabat erí ael éct ri caconst adevari ascel dasconect adasenseri eopar al el o. La cel da el ect r oquí mi ca const a de dos el ect r odos, sumer gi dos en sendas di sol uci ones apropi adas,uni dos por un puent e sal i no y conect ado por un vol t í met r oquepermi t eelpasodel osel ect r ones. Suscomp mponent escar act er í st i cosson:
1.Ánodo: Eselel ect r odo sobr eelquesepr oducel a oxi daci ón.Elagent er educt orpi er de el ect r ones M Por
y
por
———> conveni o
se
t ant o
se
M+ define
como
+ el
pol o
oxi da. 1enegat i vo.
2.Cátodo: Eselel ect r odo sobr eelquesepr oducel ar educci ón.Elagent eoxi dant egana el ect r onesyport ant oser educe.
M+
+
1e-
———>
M
Por
conveni o
se
define
como
el
pol o
posi t i vo.
3.Puentesal i no:
Esun Tubodevi dri or el l enodeun el ect r ol i t oquei mpi del ami gr aci ón r ápi dade l assust anci asdeunacel daaot r a,per mi t i endonoobst ant eelcont act oel éct ri co ent r e ambas.Elel ect r ol i t o suel e seruna di sol uci ón sat ur ada de KClr et eni da medi ant eungel .
4.Vol i metro:
Permi t e elpaso de l os el ect r ones cerr ando elci r cui t o.Mi de l a di f er enci a de pot enci alel éct ri coent r eelánodoyelcát odosi endol al ect uraelval ordelvol t aj e del acel da.
TI POSDE CELDASELECTROQUI MI CAS:
Cel daGal váni caovol tai ca. Tr ansf ormaunar eacci ónquí mi caespont áneaenunacorri ent eel éct ri ca,comol as pi l asybat erí as.
Son muyempl eadasporl oquel a mayor í a del osej empl osei mágenesdeest e art í cul oestánref eri dosael l as.
• Permi t eobt enerener gí a el éct ri ca a part i r de un pr oceso quí mi co •
La
r eacci ón
quí mi ca
se
pr oduce
de
modo
espont áneo
•Sonl asl l amadaspi l asvol t ai casobat erí as.Pri nci pal est i pos[ edi t ar]
Lascel dasocél ul asgal váni cassecl asi ficanendosgrandescat egorí as:
Las cél ul as pri mari as t r ansf orman l a ener gí a quí mi ca en ener gí a el éct ri ca,de maner ai rr ever si bl e( dent r o de l os l í mi t es de l a pr áct i ca) .Cuando se agot al a cant i dad i ni ci al de r eact i vos pr esent es en l a pi l a, l a ener gí a no puede ser f áci l ment er est aur adaodevuel t aal acel dael ect r oquí mi capormedi osel éct ri cos.
Lascél ul assecundari aspuedenserr ecargadas,esdeci r ,quepuedenr ever t i rsus r eacci onesquí mi casmedi ant eelsumi ni st r odeener gí ael éct ri caal acel da,hast a elr est abl eci mi ent odesucomposi ci ónori gi nal .
Cel das
gal váni cas
pri mari as
CIRCULACIÓN DELACORRI ENTE:
La el ect ri ci dad se t r ansport a en una cel da a t r av és de 3 mecani smos: a.
Conducci ón
por
l os
el ect r ones
en
el
el ect r odo.
b.Conducci ón i óni ca.Loscat i ones( car gasposi t i vas)yani ones( car gasnegat i vas) t r ansport an
el ect ri ci dad
por
el
i nt eri or
de
l a
cel da.
c.Acopl ami ent odel aconducci óni óni caen l adi sol uci ónconl aconducci óndel os el ect r ones en l os el ect r odos.Son l as r eacci onesde oxi daci ónr educci ón que se producen.
POTENCI AL DE LA CELDA.
Lacorri ent edeel ect r onesfluyedelánodoalcát odoporquehayunadi f er enci ade energí apot enci alent r el osdosel ect r odos.
Elpot enci alde l a cel daof uer za el ect r omot ri z( ece r eflej ado en el f em)que apar vol t í met r oseobt i enede:
Epi l a=Ecát odo-Eánodo Hayquet enerencuent aquenopodemosmedi rl ospot enci al esabsol ut os,conl os i nst rument osdemedi dadevol t aj esól opodemosmedi rdi f er enci adepot enci al .
Elpot enci alr el at i vodeunel ect r odovendr ádadopor:
ERel at i vo=EEl ect r odo-ERef er enci a Par aquel osdat ospuedan serapl i cadosdeunamaner agener alser efier enaun el ect r odo de r ef er enci a: El ect r odo Est ándar de Hi dr ógeno que se l e da por conveni o
el
val or
de
0, 00
vol t i os.
Se obt i ene asíunat abl ade pot enci al es est ándar EO r ef er i dos alel ect r odo de hi dr ógeno
Por
medi dos
conveni o
se
Eopi l a
a
t emper at ur a
define
una
=
de
f em
25
º C
est ándar
( 298
de
l a
Eocát odo-
Kel vi n)
cel da: Eoánodo
Ladi f er enci adepot enci alesunamedi dadel at endenci aquet i enel ar eacci ón de t r anscurr i rdeunest adodenoequi l i bri oaunest adodeequi l i bri o. El •
pot enci al Nat ur al eza
de
l a de
cel da
depende l os
de: El ect r odos
•
Nat ur al eza
de
l os
•
I ones Concent r aci ón
•YTemper at ur a Quedandot odosl osparámet r osr eflej adosenl aecuaci óndeNer st :
EJEMPLO DE CELDAELECTROQUÍ MI CAGALVÁNI CA: Pi l a Cát odo:
Ánodo:
Di sol uci ón
Di sol uci ón
de
de
Dani el l .
CuSO4
de
ZnSO4
( 1M)
y
( 1M) y
el ect r odo
el ect r odo
Pr oceso
de
Cu.
de
Zn.
gl obal :
Eopi l a=Eocát odo-Eoánodo=0, 34( 0, 763)=1, 103V Lo que qui er e deci r que l a r eacci ón se da de modo espont áneo.
Si endo l a concent r aci ón del osel ect r odos,ydel asespeci essól i das en gener al , i gual
a
1M
l a
ecuaci ón
quedarí a:
Cel dael ectrol í ti ca.
•
La
r eacci ón
no
se
da
de
f orma
espont ánea.
•Noseobt i eneener gí ael éct ri ca.Laapl i caci ón deunaf uent edeener gí aext erna pr oduceunar eacci ónquí mi ca.
Elsegundo gr an t i po de cel das el ect r oquí mi cas convi er t el a ener gí a de una corr i ent eel éct ri caenl aener gí aquí mi cadel ospr oduct osdeunar eacci ón queno sedademodoespont áneoenl ascondi ci onesdet r abaj odedi chacuba.
Elvol t aj ededi chacorri ent ehadesermayoralquet endrí al acel dagal váni caen l a que se pr oduj ese elpr oceso i nver so,porl o que t ambi én se deben conocer lospot enci al esdereducci ón. Ej empl o:Lospot enci al esder educci ón delcobr e( I I ) /cobr eydelzi nc( I I ) /Zi ncval en r espect i vament e+0, 34V y0, 76V.Unapi l aocel dagal váni caqueapr ovecharal a r eacci ón espont áneaZn + Cu2+ →
Zn2+ + Cupr opor ci onarí a una f uer za
el ect r omot ri zde+0, 34V( 0, 76V) =1, 10vol t i os. Apar at opar ael ect r ol i si sdelaguayot r asdi sol uci onesconmat r acespar ar ecogi da del osgasesl i ber ados. Siahoraquer emospr ovocarl ar eacci óncont r ari a Cu+Zn2+ → Cu2+ +Zn porej empl oparadeposi t arZn sobr eun obj et omet ál i co,habr emosdei nt r oduci r unaf uent edeal i ment aci ónquegener eunadi f er enci adepot enci aldemásde1, 10 vol t i os.
Por t ant o,en l a cél ul a el ect r ol í t i ca exi st ei gual ment e una r eacci ón r edox per o ahoraest ápr ovocadaporl aener gí ael éct ri cadel ascar gasqueat r avi esanl acuba. Aunqueahor a exi st eun úni co r eci pi ent e,t ambi én exi st en dossemi rr eacci ones, una en cada el ect r odo,puesen cada una de el l at i ene l ugaruna part e de l a r eacci ónr edox: •
Lapér di dadeel ect r ones( oxidación)t i enel ugarenelánodo.
•
Lagananci adeel ect r ones( r educci ón)sepr oduceenelcátodo.
Un ej empl o es l a el ect r ol i si s delagua cuando se l e hace pasaruna cor ri ent e el éct r i ca.
Acumul adordepl omo En est et i po de cel da l a sust anci ar educt or a es elpl omo met ál i co,Pb,y l a sust anci aoxi dant eelóxi dodepl omo( I V) ,PbO ;eláci dosul f úri co,H SO Aport al osi onesH necesari ospar al ar eacci ón ;t ambi én aport ai onesSO que r eacci onanconPbparaf ormarPbSO sól i do. En est acel daelánodoespl omomet ál i co,elcualseoxi da.En l ar eacci ón del a cel dal osát omosdepl omopi er dendosel ect r onesparaf ormarPbquesecombi na conl osi onesSO pr esent esenl asol uci ónf ormandoPbSO sól i do. Elcát ododeest abat erí at i eneóxi dodepl omo( I V)quer ecubr er ej i l l asdepl omo. Losát omosdepl omoenelest adodeoxi daci ón+4dePbO acept an dosel ect r ones cadaunoyf ormani onesPbquet ambi éndanl ugaraPbSO sól i do. En l acel daelánodoyelcát odoseencuent r an separ adosy est án cubi er t oscon áci dosul f úri co.Lassemi rr eacci onesquesepr oducen en ambosel ect r odosyl a r eacci ónt ot aldel acel dasedanacant i nuaci ón: REACCI ÓN DELÁNODO Pb+H SO ! PbSO +2H +2e( oxi daci ón)
-REACCI ÓN DELCÁTODO PbO +H SO +2e+2H !PbSO +2H O ( r educci ón)
-REACCI ÓN TOTALPb( s)+PbO ( s)+2H SO ( aq)!2PbSO ( s)+2H O ( I )
Lat endenci adel osel ect r onesaflui rdelánodoalcát odoenl abat erí adependede l acapaci daddelagent er educt orpar al i ber arel ect r onesyl acapaci daddelagent e oxi dant eparacapur arl os.Sil abat er í aest áf ormadaporunasust anci aoxi dant e con al t aafini dad el ect r óni ca,l osel ect r onesvi aj an at r avésdelal ambr econect or con gran f uer zaypr oporci onan consi der abl eener gí ael éct ri ca.Lapr esi ón sobr e l os el ect r ones alflui rde un el ect r odo a ot r o en l a bat er i a se conoce como el pot enci aldel ami smaysemi deenvol t i os.
Baterí ael éctri ca: Se denomi na bat er í a, bat er í a el éct ri ca, acumul ador el éct ri co o si mpl ement e acumul ador ,aldi sposi t i voqueconsi st eenunaomáscel dasel ect r oquí mi casque puedenconver t i rl aener gí aquí mi caal macenadaenel ect ri ci dad. Cada cel da const a deun el ect r odoposi t i vo,o ánodo yun el ect r odo negat i vo,o cát odoyel ect r ol i t osquepermi t en quel osi onessemuevan ent r el osel ect r odos, f aci l i t andoquel acorri ent efluyaf uer adel abat erí apar al l evaracabosuf unci ón. Lasbat er í asvi enenenmuchasf ormasyt amaños,desdel ascel dasen mi ni at ur a queseut i l i zan en audí f onos yr el oj esdepul ser a,a l os bancosdebat er í as del t amañodel ashabi t aci onesquepr opor ci onan ener gí ader eservaal ascent r al es t el ef óni casyor denadoresdecent r osdedat os.
Pi l a,baterí ayacumul ador Tant opi l acomobat erí ason t érmi nospr oveni ent esdel ospri mer ost i emposdel a el ect ri ci dad,en l osquesej unt aban vari osel ement os( di scosmet ál i cosocel das) , para ampl i arl osef ect osdel a cor ri ent e.En un casoseponí an uno enci ma de ot r o,seapi l aban,ydeahívi enepi l a,yenot r ocasoseponí anunoj unt oaot r o,en bat erí a.
Alcont r ari oqueen eli ngl és,en quesel l amaat odasbat t ery ,enelcast el l anode Españayot r ospaí ses,sehat omadoelt ér mi nobat er í a( yacumul ador )paral as r ecar gabl es,y pi l a para l as no r ecar gabl es,l o que ayuda a di st i ngui r l as si n necesi dad deun cal i ficat i vo.En muchospaí seshi spanohabl ant es,encambi o,se empl eal apal abr abat erí aparal osdost i pos,porl oqueesnecesari oañadi run cal i ficat i vo( r ecar gabl eonor ecar gabl e,pri mari aosecundari a) .
Enesospaí ses,elt ér mi noacumul adorseapl i cat ambi éni ndi st i nt ament eaunou ot r ot i po, así como a l os condensador es el éct ri cos o a ot r os mét odos de acumul aci ón, si endo de est e modo un t érmi no neut r o capaz de engl obar y descri bi rat odosel l os.
Pri mari asysecundari as En l ospaí sesquenohacen l adi f er enci aant er i orment eexpuest a,l osel ement os sumi ni st r adoresdeel ect ri ci dadsecl asi ficanendoscat egorí as: Lascel daspri mari as,l oqueant essehan l l amadopi l as,t r ansf orman l aener gí a quí mi ca en ener gí a el éct ri ca,demaner ai rr ever si bl e( dent r odel osl í mi t esdel a pr áct i ca) .Cuandoseagot al acant i dadi ni ci alder eact i vospr esent esen l api l a,l a ener gí anopuedeserf áci l ment er est aur adaodevuel t a al acel dael ect r oquí mi ca pormedi osel éct ri cos. 1 Las cel das secundari as,l o que ant es se han l l amado bat er í as,pueden ser r ecar gadas,es deci r ,que pueden r ever t i rsus r eacci onesquí mi cas medi ant e el sumi ni st r o de ener gí a el éct ri ca a l a cel da, hast a elr est abl eci mi ent o de su composi ci ónori gi nal . 2 Lascel daspri mari asopi l as,( deunsol ousoode" usaryt i r ar" )seusan unavezy se desechan; l os mat er i al es de l os el ect r odos se cambi an i rr ever si bl ement e dur ant el adescar ga. Los ej empl os más comunes son l a pi l a al cal i na no r ecargabl e ut i l i zada para l i nt ernasyunamul t i t uddedi sposi t i vosport át i l es.
Las secundari as o bat er í as ( r ecar gabl es)sepueden descar gary r ecar garvari as veces,debi doaquel acomposi ci ónori gi naldel osel ect r odospuedeserr est aur ado porl acorri ent ei nversa. Losej empl osi ncl uyen l as bat er í as deáci dopl omo usadas en l osvehí cul os,l as bat erí asdei onesdel i t i out i l i zadasen di sposi t i vosel ect r óni cosport át i l es,como móvi l es,t abl et asyordenadoresyl asbat erí as r ecargabl esdeNi HM,ut i l i zadas como al t ernat i va o r eempl azodel aspi l asal cal i nasen di sposi t i vos el ect r óni cos port át i l esquel asempl ean,comocámarasf ot ogr áficasdi gi t al es,j uguet es,r adi os port át i l es,r adi ogr abadores,l i nt ernas,r epr oduct ores de MP3 y Mi ni di sc,ent r e otros.
Pri nci pi osdef unci onami ento Elpri nci pi odef unci onami ent odeun acumul adorest ábasadoesenci al ment een un pr oceso quí mi co r ever si bl el l amado r educci ónoxi daci ón ( t ambi én conoci da como r edox) ,un pr oceso en elcualuno de l os component esse oxi da ( pi er de el ect r ones)y elot r o se r educe ( gana el ect r ones) ;es deci r ,un pr oceso cuyos component esnor esul t enconsumi dosnisepi er dan,si noquemer ament ecambi an suest adodeoxi daci óny ,queasuvezpuedenr et ornarasuest adoori gi nalenl as ci r cunst anci asadecuadas. Est asci r cunst anci asson,en elcasodel osacumul adores,elci err edelci r cui t o ext er no, dur ant e elpr oceso de descar ga, y l a apl i caci ón de una cor ri ent e, i gual ment eext erna,dur ant el acarga.
Resul t aquepr ocesosdeest et i poson bast ant ecomunesen l asr el aci onesent r e l os el ement os quí mi cos y l a el ect ri ci dad dur ant e el pr oceso denomi nado
el ect ról i si s,yen l osgeneradoresvol t ai cosopi l as.Losi nvest i gadoresdelsi gl oXI X dedi car on numer ososesf uer zos a observary a escl arecerest ef enómeno,que r eci bi óelnombr edepol ari zaci ón. Un acumul adores,así ,un di sposi t i voen elquel a pol ari zaci ón sel l eva a sus l í mi t es al canzabl es,y const a,en gener al ,de dos el ect r odos,delmi smo o de di st i nt omat eri al ,sumer gi dosenunel ect r ol i t o.
Ti posdeacumul adoresrecargabl esporsunatural ezai nterna. Porl oqueasu nat ur al ezai nt ernaser efier e,car act erí st i casel ect r oquí mi cas,se encuent r an habi t ual ment e en elcomer ci o acumul adorr ecar gabl esde l os t i pos quesedet al l anacont i nuaci ón.
Baterí asdepl omoáci do Art í cul opri nci pal :Bat erí adepl omoyáci do Bat er í adeeboni t acont ermi nal esexpuest os. Est áconst i t ui dapordosel ect r odosdepl omo,demaner aque,cuandoelaparat o es t á descar gado, se encuent r a en f or ma de sul f at o de pl omo ( I I )( PbSO4) i ncr ust ado en una mat ri zde pl omo met ál i co en elel ement o met ál i co ( Pb) ;el el ect r ól i t oesunadi sol uci óndeáci dosul f úri co. Suf unci onami ent oeselsi gui ent e:
Car ga Dur ant eelpr ocesodecar gai ni ci al ,elsul f at odepl omo( I I )pi er deel ect r onesose r educea pl omomet alen elpol onegat i vo( cát odo) ,mi ent r asqueen elánodose f or ma óxi do de pl omo ( I V)( PbO2) .Por l ot ant o,se t r at a de un proceso de di smut aci ón.No se l i ber a hi dr ógeno,ya que l ar educci ón de l os pr ot ones a hi dr ógeno el ement al est á ci nét i cament ei mpedi da en l a super fici e de pl omo, caract erí st i ca f avorabl equeser ef uer zai ncorporando a l os el ect r odos pequeñas cant i dades de pl at a. El desprendi mi ent o de hi dr ógeno pr ovocarí al al ent a degr adaci ón delel ect r odo,ayudando a que se desmor onasen mecáni cament e part es del mi smo, al t er aci ones i rr ever si bl es que acort arí an l a dur aci ón del acumul ador . Descar ga Dur ant el adescargasei nvi ert enl ospr ocesosdel acarga.Elóxi dodepl omo( I V) , queahoraf unci onacomocát odo,ser educeasul f at odepl omo( I I ) ,mi ent r asque elpl omoel ement alseoxi daenelánodoparadari gual ment esul f at odepl omo( I I ) . Losel ect r onesi nt er cambi adosseapr ovechan en f ormadecorri ent eel éct ri capor un ci r cui t o ext er no.Se t r at a,porl ot ant o,de una conmut aci ón.Los pr ocesos el ement al esquet r ascurr ensonl ossi gui ent es: PbO2+2H2SO4+2e–→ 2H2O +PbSO4+SO42– Pb+SO42–→ PbSO4+2e– Enl adescar gabaj al aconcent r aci óndeláci dosul f úri co,porquesecreasul f at ode pl omo( I I )yaument al acant i dad deagual i ber adaen l ar eacci ón.Comoeláci do sul f úri coconcent r adot i eneunadensi dadsuperi oral adeláci dosul f úri codi l ui do,
l a densi dad deláci do puede servi rde i ndi cadorpara elest ado de car ga del di sposi t i vo. Ci cl osyvi da Noobst ant e,est epr ocesonosepueder epet i ri ndefini dament e,por que,cuandoel sul f at o de pl omo ( I I )f orma cr i st al es, ya no r esponden bi en a l os pr ocesos i ndi cados,con l oquesepi erdel acar act erí st i ca esenci aldel ar eversi bi l i dad.Se di ceent oncesquel abat erí aseha« sul f at ado»yesnecesari osust i t ui r l aporot r a nueva.Lasbat erí asdeest et i poquesevendenact ual ment eut i l i zan unel ect r ol i t o enpast a,quenoseevapor ayhacemuchomássegur aycómodasuut i l i zaci ón. Vent aj as Baj ocost o. Fáci lf abri caci ón. Desvent aj as No admi t en sobrecar gasnidescar gaspr of undas,vi endo seri ament edi smi nui da suvi daút i l . Al t ament econt ami nant es. Baj adensi daddeener gí a:30Wh/kg. Pesoexcesi vo,alest arcompuest apri nci pal ment edepl omo;porest ar azónsuuso en aut omóvi l esel éct ri cosseconsi der a poco l ógi co porl os t écni cosel ect r óni cos conexperi enci a.Suusoser est ri ngeporest ar azón. Caract erí st i cas Vol t aj epr opor ci onado:2V/el ement o.
Cuandovar i ascel dasseagrupan paraf ormarunabat er í acomer ci al ,r eci ben el nombr edevasos,queseconect an en seri eparapr opor ci onarun mayorvol t aj e. Di chosvasossecont i enendent r odeunacaj adepol i pr opi l enocopol í mer odeal t a densi dadconcompart i mi ent osest ancosparacadacel da.Lat ensi ónsumi ni st r ada poruna bat er í a deest et i poseencuent r a normal i zada en 12 vol t i ossiposee6 el ement osovasosparavehí cul osl i ger osy24Vol t i osparavehí cul ospesadoscon 12 vasos.En al gunos vehí cul os comer ci al es y agrí col as ant i guos t odaví a se ut i l i zanbat erí asde6vol t i os,de3el ement osovasos. Densi daddeener gí a:30Wh/kg. Usos Est et i po de acumul adorsesi gueusando aún en muchas apl i caci ones:en l os aut omóvi l es, para el arr anque, si st emas f ot ovol t ai cos y en apl i caci ones est aci onari ascomoacumul ador esparaf uent esdeal i ment aci ón i ni nt er rumpi das par aequi posmédi cos,i nf ormát i cos,equi posdeseguri dad,et c.
Baterí asdení quel hi erro( Ni Fe) ThomasA.Edi sonconsubat erí adení quel hi err o. La bat er í a dení quel hi er r o,t ambi én denomi nada def er r oní quel ,f uei nvent ada porWal demarJungneren 1899,post eri or ment edesarr ol l ada porThomas Al va Edi son y pat ent ada en 1903.En eldi seño ori gi naldeEdi son elcát odo est aba compuest oporhi l er asdefinost ubosf ormadosporl ami nasenr ol l adasdeacer o ni quel ado,est ost ubosest án r el l enosdehi dr óxi dodení quelu oxi hi dr óxi dode ní quel( Ni OOH) .Elánodo secomponí a de caj as per f or adas del gadas de acer o
ni quel ado quecont i enen pol vo deóxi do f err oso ( FeO) .Elel ect r ól i t o esal cal i no, unadi sol uci óndeun20% depot asacáust i ca( KOH)enaguadest i l ada. Cargaydescar ga Losel ect r odosnosedi suel ven en elel ect r ol i t o,l asr eacci onesdecar ga/descar ga son compl et ament er ever si bl esyl af ormaci ón decr i st al esdehi er r opr eserv al os el ect r odosporl ocualnosepr oduceef ect omemori al oqueconfier eaest abat er í a grandur aci ón. 4Lasr eacci onesdecargaydescargasonl assi gui ent es: Cát odo:2Ni OOH +2H2O +2e–↔ 2Ni ( OH) 2+2OH– Ánodo:Fe+2OH–↔ Fe( OH) 2+2e– ( Descar gasel eedei zqui er daader echaycar gadeder echaai zqui er da. ) 5 Vent aj as Baj ocost o. Fáci lf abri caci ón. Admi t e sobr ecar gas, r epet i das descar gas t ot al es e i ncl uso cort oci r cui t os si n pér di dasi gni ficat i vadecapaci dad. Noescont ami nant e,nocont i enemet al espesadosyelel ect r ol i t odi l ui dosepuede usarenapl i caci onesagrí col as. Muyl argavi daút i l ,al gunosf abri cant eshabl an demásde100añosdeesper anza devi da en l osel ect r odosy1000 ci cl osdedescar ga100 % en elel ect r ol i t o. 6 El el ect r ol i t osedebecambi arcada20añossegún i nst rucci onesdeusor edact adas porelpr opi oEdi son. 7
Compuest a de el ement os abundant esen l a cort ez a de l at i er r a( hi er r o,ní quel , potasio) Funci onaenunmayorr angodet emper at ur as,ent r e−40° C y46° C Desvent aj as Sol oposeeunaefici enci adel65%. [ ci t ar equeri da] Caract erí st i cas Vol t aj epr opor ci onado:1, 2~1, 4V Densi daddeener gí a:40Wh/kg Ener gí a/vol umen:30Wh/l Pot enci a/peso:100W/kg
Baterí asdení quel cadmi o( Ni Cd) Art í cul opri nci pal :Bat erí adení quelcadmi o Ut i l i zan un cát odo de hi dróxi do de ní quely un ánodo de un compuest o de cadmi o.Elel ect r ol i t oesdehi dr óxi dodepot asi o.Est aconfigur aci ón demat eri al es per mi t er ecar gar l a bat er í a una vez est á agot ada,para su r eut i l i zaci ón.Si n embargo,su densi dad de ener gí a es de t an sól o 50 Wh/kg,l o que hace que t enganpocacapaci dad.
Ventaj as
Admi t enungr anr angodet emper at ur asdef unci onami ent o. Admi t en sobr ecar gas,se pueden segui rcar gando cuando ya no admi t en más car ga,aunquenol aal macena. Desvent aj as Ef ect omemori amuyal t o. Densi daddeener gí abaj a. Caract erí st i cas8 Vol t aj epr opor ci onado:1, 2V Densi daddeener gí a:50Wh/kg Capaci dadusual :0, 5a1, 0A( enpi l ast i poAA) Ef ect omemori a:muyal t o Bat erí asdení quel hi drur omet ál i co( Ni MH) [ edi t ar ] Uncar gadordebat er í asAA,vál i doparaNi MH yNi Cd. Art í cul opri nci pal :Bat erí adení quelehi drur omet ál i co Ut i l i zan unánododehi dr óxi dodení quelyuncát ododeunaal eaci ón dehi drur o met ál i co. Vent aj as Est et i po de bat er í as se encuent r an menos af ect adas por ell l amado ef ect o memori a. Desvent aj as
Noadmi t enbi en elf rí oext r emo,r educi endodr ást i cament el apot enci aeficazque puedeent r egar . Caract erí st i cas Vol t aj epr opor ci onado:1, 2V Densi daddeener gí a:80Wh/kg Capaci dadusual :0, 5a2, 8A( enpi l ast i poAA) Ef ect omemori a:baj o
Baterí asdei onesdel i ti o( Li i on) Art í cul opri nci pal :Bat erí adei ondel i t i o Lasbat erí asdei onesdel i t i o( Li i on)ut i l i zan un ánododegrafit oyun cát odode óxi dodecobal t o,t ri fil i na( Li FePO4)u óxi dodemanganeso.Su desarr ol l oesmás r eci ent e,ypermi t el l egaraal t asdensi dadesdecapaci dad.Noadmi t en descargas y suf r en mucho cuando ést as suceden; por l o que suel en l l evar acopl ada ci r cui t erí a adi ci onalpar a conocerelest ado de l a bat erí a,y evi t arasít ant ol a cargaexcesi vacomol adescar gacompl et a. Vent aj as Apenas suf r en elef ect o memori a y pueden car gar se si n necesi dad de est ar descar gadascompl et ament e,si nr educci óndesuvi daút i l . Al t asdensi dadesdecapaci dad. Desvent aj as Noadmi t enbi enl oscambi osdet emper at ur a.
Noadmi t endescar gascompl et asysuf r enmuchocuandoés t assuceden. Caract erí st i cas Vol t aj epr opor ci onado: Apl enacar ga:ent r e4, 2Vy4, 3Vdependi endodelf abri cant e. Acar ganomi nal :ent r e3, 6Vy3, 7Vdependi endodelf abri cant e. A baj acar ga:ent r e2, 65 V y2, 75V dependi endodelf abri cant e( est eval ornoes unl í mi t e,ser ecomi enda) . Densi daddeener gí a:115Wh/kg Capaci dadusual :1, 5a2, 8A( enpi l ast i poAA) Ef ect omemori a:muybaj o Usos Móvi l es,t abl et as,l i brosel ect róni cos,et c.
Baterí asdepol í merodel i ti o( Li Po) Sonunavari aci óndel asbat erí asdei onesdel i t i o( Li i on) .Suscaract erí st i casson muysi mi l ares,per oper mi t enunamayordensi daddeener gí a,asícomounat asa dedescar ga bast ant esuper i or .Est as bat er í as t i enen un t amaño más r educi do r espect oal asdeot r oscomponent es.
Baterí adepol í merodel i ti o( Li Po)de11, 1V. Cadacel dat i eneun vol t aj enomi nalde3, 7 V,vol t aj emáxi mo4, 2 ymí ni mo3, 0. Est e úl t i mo debe r espet ar se ri gur osament e ya que l a pi l a se daña i rr epar abl ement eavol t aj esmenoresa 3 vol t i os.Sesuel eest abl ecerl asi gui ent e nomencl at ur aXSYP quesi gni ficaX cel dasen seri e,eY en paral el o.Porej empl o 3s2p son 2 bat er í asen paral el o,dondecadaunat i ene3 cel dasocél ul as.Est a configur aci ónseconsi gueconect andoambasbat er í asconuncabl eparal el o.
Vent aj as Mayordensi daddecar ga,port ant ot amañoreduci do. Buenat asadedescar ga,bast ant esuperi oral asdei onesdel i t i o. Desvent aj as Quedancasii nut i l i zadassisedescarganpordebaj odelmí ni mode3vol t i os. Ti pos Lasbat er í asLi Posevendengener al ment ede1Sa4Sl oquesi gni fica: Li PO 1S:unacel da,3, 7V. Li PO 2S:doscel das,7, 4V. Li PO 3S:t r escel das,11, 1V. Li PO 4S:cuat r ocel das,14, 8V.
Usos Su t amaño y peso l as hace muy út i l es para equi pos pequeñosque r equi er an pot enci aydur aci ón,comomanosl i br esbl uet oot h.
Pi l asdecombust i bl e Art í cul opri nci pal :Pi l adecombust i bl e Lapi l adecombust i bl enoset r at adeunacumul adorpr opi ament edi cho,aunque convi er t e ener gí a quí mi ca en ener gí a el éct ri ca y es r ecar gabl e.Funci ona con hi dr ógeno( Seusanot r oscombust i bl escomoelmet anooelmet anolparaobt ener elhi dr ógeno) .
Ti posdebaterí aportamañoyf orma. Art í cul opri nci pal :Anexo: Ti posdepi l a Porl oquea sust amañosyot r ascar act er í st i casext er nasser efier e,muchasde el l assoncomunesapi l asybat er í as( acumul ador es) ,est ánnormal i zadas.
Reci cl aj edebaterí as Comosehavi st o,l amayor í adebat er í ascont i enenmet al espesadosycompuest os quí mi cos,muchosdeel l osper j udi ci al esparaelmedi oambi ent e.Enl amayorí ade l os paí sesno est á permi t i do t i r ar l asa l a basur a yesobl i gat ori ol l evar l asa un cent r o de r eci cl ado. Tambi én, l a mayor í a de l os proveedores y t i endas especi al i zadas se hacen car go de l as bat er í as gast adas.Es muy i mport ant e cumpl i rconest asmedi dasdepr ecauci ón.Lar ot ur adel asbat er í aspuedel i ber ar vapordemer curi oquei ncr ement aelri esgodeenvenenami ent opormer curi o.
Ti podePi l as( baterí asnorecargabl es) •Pi l as t i poLecl anché,o deci nc/car bono ( Zn/C) ,o“ Pi l as secas”basadas en l a oxi daci ón delci nc en medi ol i ger ament e áci do, est án compuest as por ci nc met ál i co,cl orur o de amoni o y di óxi do de manganeso.Son l as l l amadas pi l as comunes.Si rv enparaaparat ossenci l l osydepococonsumo.
•Pi l asal cal i nasodeci nc/di óxi dodemanganeso( Zn/MnO2) :l adi f er enci acon l a pi l asecaeselel ect r ol i t out i l i zado,en est ecaso,hi dr óxi dodepot asi o,en vezde cl orur odeamoni o,yelci ncest áen pol vo.Son l asdel ar gadur aci ón.Casit odas vi enen bl i ndadas,l o que di ficul t a elderr amami ent o de l os const i t uyent es.Si n embar go,est ebl i ndaj enot i enedur aci óni l i mi t ada
• Pi l as de ní quel /cadmi o( Ni /Cd) :es t án basadas en un si st ema f or mado por hi dr óxi dodení quel ,hi dr óxi dodepot asi oycadmi omet ál i co.Poseenci cl osdevi da múl t i pl es,pr esent andol adesvent aj adesur el at i vament ebaj at ensi ón.Puedenser r ecargadashast a1000 vecesyal canzan adur ardecenasdeaños.Nocont i enen mer curi o,per oelcadmi oesunmet alconcar act erí st i cast óxi cas.
•Pi l asbot ón:son l l amadasasí ,l aspi l asdet amañor educi do,def ormachat ay r edonda.Elmer cadodeart í cul osel ect r óni cosrequi er ecadavezmásdeel l as.Son i mpr esci ndi bl es para audí f onos,marcapasos,r el oj es,cal cul adoras y aparat os médi cosdepr eci si ón.Sucomposi ci ónesvari ada.
•Pi l as deóxi do mer cúri co:son l as más t óxi cas,cont i enen un 30 % apr ox.de mer curi o.Deben mani pul ar se con precauci ón en l os hogar es,dado que su i ngest i ón acci dent al ,l o que esf act i bl e porsu f orma y t amaño,puede r esul t ar l et al .
• Pi l as de ci ncai r e:Se l as di st i ngue por t ener gr an cant i dad de aguj er os di mi nut osensusuper fici e.Ti enenmuchacapaci dadyunavezenf unci onami ent o su pr oducci ón deel ect ri ci dad escont i nua.Cont i enen másdel1 % demer curi o, porl oquepr esent angravespr obl emasr esi dual es.
•Pi l as dení quel /hi drur omet ál i co( Ni /MH) :Son pi l assecundari as como l asde ní quel /cadmi o,per o donde elcadmi o ha si do r eempl azado por una al eaci ón met ál i cacapazdeal macenarhi dr ógeno,quecumpl eelpapeldeánodo.Elcát odo esóxi dodení quelyelel ect r ol i t ohi dr óxi dodepot asi o. Ladensi daddeener gí apr oduci daporl aspi l asNi /MH eseldobl edel apr oduci da porl as Ni /Cd,a vol t aj esoper at i vossi mi l ar es,porl o quer epr esent an l a nueva gener aci óndepi l asr ecargabl esquer eempl azar áaest asúl t i mas.
•Pi l as de óxi do de pl at a:Son de t amaño pequeño,usual ment e det i po bot ón. Cont i enen 1 % demer curi o apr oxi madament eporl o quet i enen ef ect ost óxi cos sobr eelambi ent e.
• Pi l as de l i t i o: Pr oducen t r es veces más ener gí a que l as pi l as al cal i nas, consi der ando t amañosequi val ent es,yposeen t ambi én mayorvol t aj ei ni ci alque és t as( 3vol t i os) . Seut i l i zan en r el oj es,cal cul adoras,flashesdecámarasf ot ográficasymemori as decomput ador as.
