La química detras de las baterías.

Colegio Científico San Ramón

UCR, Sede Occidente

Química Profundización

Estudiantes: Johansell Villalobos, Rubén Carvajal

Profesora:  

La Química Detrás de las Baterías

Las baterías han hecho un gran impacto en la humanidad debido a su capacidad de almacenar energía eléctrica, o su capacidad de generarla por medio de reacciones químicas. Éstas tienen cuatro componentes principales, el ánodo, el cátodo, el electrolito y el separador. Al haber muchos tipos de baterías éstas tienen muchos métodos de funcionamiento, pero todas tienen en común celdas galvánicas que están conectadas en serie y/o en paralelo entre otras características para llevar a cabo su reacción.

Hay tres clasificaciones de las baterías, Primaria, Secundaria, y de reserva. Las primarias son éstas que solo pueden ser utilizadas una vez. Sus reacciones químicas son irreversibles, y su costo es relativamente bajo. Las baterías de clasificación Secundaria son las que se pueden reutilizar y sus reacciones químicas son reversibles y son un poco más caras que las demás. Las baterías de reserva son las que están en estados inactivos y sólo se activan cuando se necesitan. Dentro de estas categorías caben muchos tipos específicos de baterías incluyendo, las de Plomo-ácido, de ion de litio, y las de Níquel-Hierro. Cada una de estas cabe dentro de las categorías siguiendo las descripciones anteriores.

Batería de Plomo-Ácido

La batería de Pb-ácido está compuesta por un ánodo de plomo poroso, un cátodo de dióxido de plomo y un electrolito ácido sulfúrico a 6 mol/litro. Ésta batería utiliza las reacciones Redox para liberar electrones y utilizarlos como fuente de electrones en el ánodo. La ecuación para lograr ver esto es:

[pic 1]

En su contraparte, en el cátodo el plomo se reduce a la mitad de su carga en el dióxido de plomo y se utilizan los electrones para llevar a cabo esta ionización y de esta forma la batería tiene su funcionamiento. Podemos ver este comportamiento a través de esta reacción:

[pic 2]

Esta batería es considerada una batería secundaria por lo cual se pueden revertir estas reacciones aplicando corriente al revés de los electrodos y entonces la energía aplicada sería convertida en energía química almacenada. Y en este proceso la batería estaría “cargada” y lista para utilizar otra vez.

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