Publicação: Efeito do óxido de grafite sobre o material precursor de placas negativas de bateria chumbo-ácido.
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
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Resumo
As baterias chumbo-ácido vêm evoluindo desde sua invenção em 1859, por Gaston
Planté. Frente ao desafio das novas aplicações e da concorrência com outras tecnologias de
bateria, muita pesquisa tem sido realizada e um dos temas mais estudados é o uso de aditivos
de carbono para evitar a sulfatação da placa negativa da bateria chumbo-ácido quando esta
opera em condições de estado parcial de carga (em veículos híbridos e elétricos e no
armazenamento de energia renovável). O presente trabalho de conclusão de curso está ligado a
este tema e tem por objetivo caracterizar o material precursor de placa negativa de bateria
chumbo-ácido. Para isto foram utilizadas as seguintes técnicas: método de absorção de água
para determinação da macroporosidade; análise de área superficial e porosidade; espectroscopia
no infravermelho; e análise termogravimétrica.
Com base nas viárias técnicas utilizadas para caracterização observa-se que a
macroporosidade varia linearmente ao longo das concentrações de 0,5 a 5,0% do óxido de
grafite, quando observado os valores da porcentagem de poros.
Na análise de área superficial e porosidade e possível observar um aumento quando
ocorre a adição do óxido de grafite em comparação ao material sem aditivo, sendo inviável
estabelecer uma correlação entre os valores de área e a concentração de aditivo.
Na espectroscopia de infravermelho, no caso do óxido de grafite, observa-se grupo
hidroxila na região em torno de ~3600 cm-1
, vibração de alongamento O-H, em 1500 a 1000
cm-1
a vibração C=O, a deformação =C-H e as ligações do tipo : C=C; C-OH; C-O-C. Para o
material precursor e o PbO possui uma banda em comum, a banda de 1400 cm-1 que e
característica da hidrocerrussita é justamente nessa faixa.
Na análise termogravimétrica a curva do óxido de grafite observa-se a maior perda de
massa material ocorre em torno dos 180°C, devido a perda do aditivo nessa temperatura. Em
aproximadamente 250°C ocorre a decomposição térmica da hidrocerrussita.
Com bases nas análises realizadas foi possível observar que a adição do óxido de
grafite ao material precursor das placas negativas de bateria chumbo-ácido aparenta ser
promissor.
Abstract
Lead-acid batteries have been evolving since their invention in 1859 by Gaston Planté.
Faced with the challenge of new applications and competition with other battery technologies,
much research has been carried out and one of the most studied themes is the use of carbon
additives to avoid the sulfating of the negative lead-acid battery plate when it operates under
partial load conditions (in hybrid and electric vehicles and in the storage of renewable
energy).The present course completion work is linked to this theme and aims to characterize
the precursor material of negative lead-acid battery plate. For this, the following techniques
were used: water absorption method to determine macroporosity; surface area and porosity
analysis; infrared spectroscopy; and thermogravimetric analysis.
Based on the technical roads used for characterization, it is observed that macroporosity
varies linearly along the concentrations of 0.5 to 5.0% of graphite oxide, when the pore
percentage values are observed.
In the analysis of surface area and porosity and it is possible to observe an increase when
the addition of graphite oxide occurs in comparison to the material without additive, it is not
feasible to establish a correlation between the values of area and the concentration of additive.
In infrared spectroscopy, in the case of graphite oxide, hydroxyl group is observed in
the region around ~3600 cm-1,o-H elongation vibration, at 1500 to 1000 cm-1 the vibration
C=O, the deformation =C-H and the connections of type : C=C; C-OH; C-O-C. For the
precursor material and pbo has a band in common, the band of 1400 cm-1 that and characteristic
of hydrocerrussite is precisely in this range.
In infrared spectroscopy, in the case of graphite oxide, hydroxyl group is observed in
the region around ~3600 cm-1,o-H elongation vibration, at 1500 to 1000 cm-1 the vibration
C=O, the deformation =C-H and the connections of type : C=C; C-OH; C-O-C. For the
precursor material and pbo has a band in common, the band of 1400 cm-1 that and characteristic
of hydrocerrussite is precisely in this range.
Based on the analyses performed it was possible to observe that the addition of graphite
oxide to the precursor material of the negative plates of lead-acid battery appears to be
promising.
Palavras-chave
Óxido de grafite, Graphite oxide, Bateria chumbo-ácido, Lead-acid battery, Material precursor, Precursor material, Óxido de chumbo, Lead oxide
Citação
REZENDE, Nathálya Moreira. Efeito do óxido de grafite sobre o material precursor de placas negativas de bateria chumbo-ácido. 2023. 36 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Ituiutaba, 2023.
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