Las pilas y acumaladores

ACTIVIDAD #4: INVESTIGACIÓN DONDE ANALICÉ EL IMPACTO AMBIENTAL DE LAS PILAS Y ACUMULADORES.
INTRODUCCIÓN
Las pilas y los acumuladores eléctricos se han convertido en una fuente de energía indispensable en nuestro día a día. Multitud de aparatos, electrodomésticos o sus accesorios necesitan pilas para su funcionamiento, desde el mando a distancia hasta la batería del móvil. En España, en el año2004, se vendieron 400 millones de unidades de pilas y acumuladores, lo que suponen unas 15000 toneladas, y da una idea de la dependencia que la sociedad actual tiene con respecto a estos artículos.
DESARROLLO
Hay distintos tipos de pilas y acumuladores que son los que siguen:
Acumulador de plomo (Pb)
Está constituido por dos electrodos de plomo, de manera que, cuando el aparato estádescargado, se encuentra en forma de sulfato de plomo (II) (PbSO4) incrustado en una matriz de plomo metálico (Pb); el electrólito es una disolución de ácido sulfúrico. Este tipo de acumulador se sigue usando aún en muchas aplicaciones, entre ellas en los automóviles. Su funcionamiento es el siguiente:
* Durante el proceso de carga inicial, el sulfato de plomo (II) es reducido a plomo metal en elpolo negativo (cátodo), mientras que en el ánodo se forma óxido de plomo (IV) (Pb O2). Por lo tanto, se trata de un proceso de disimulación. No se libera hidrógeno, ya que la reducción de los protones a hidrógeno elemental está cinéticamente impedida en una superficie de plomo, característica favorable que se refuerza incorporando a los electrodos pequeñas cantidades de plata. El desprendimiento dehidrógeno provocaría la lenta degradación del electrodo, ayudando a que se desmoronasen mecánicamente partes del mismo, alteraciones irreversibles que acortarían la duración del acumulador.
* Durante la descarga se invierten los procesos de la carga. El óxido de plomo (IV), que ahora ejerce de cátodo, es reducido a sulfato de plomo (II), mientras que el plomo elemental es oxidado en el ánodopara dar igualmente sulfato de plomo (II). Los electrones intercambiados se aprovechan en forma de corriente eléctrica por un circuito externo. Se trata, por lo tanto, de una conmutación. Los procesos elementales que trascurren son los siguientes:
PbO2 + 2 H2SO4 + 2 e– → 2 H2O + PbSO4 + SO42–
Pb + SO42– → PbSO4 + 2 e–
En la descarga baja la concentración del ácido sulfúrico, porque se creasulfato de plomo (II) y aumenta la cantidad de agua liberada en la reacción. Como el ácido sulfúrico concentrado tiene una densidad superior a la del ácido sulfúrico diluido, la densidad del ácido puede servir de indicador para el estado de carga del dispositivo.
No obstante, este proceso no se puede repetir indefinidamente, porque, cuando el sulfato de plomo (II) forma cristales muy grandes, yano responden bien a los procesos indicados, con lo que se pierde la característica esencial de la reversibilidad. Se dice entonces que el acumulador se ha sulfatado y es necesario sustituirlo por otro nuevo. Los acumuladores de este tipo que se venden actualmente utilizan un electrólito en pasta, que no se evapora y hace mucho más segura y cómoda su utilización.
Cuando varias celdas se agrupanpara formar una batería comercial, reciben el nombre de "vasos", que se conectan en serie para proporcionar un mayor voltaje. Dichos vasos se contienen dentro de una caja de polipropileno copo limero de alta densidad con compartimientos estancos para cada celda. La tensión suministrada por una batería de este tipo se encuentra normalizada en 12 Voltios si posee 6 elementos o vasos. En algunosvehículos comerciales y agrícolas antiguos todavía se utilizan baterías de 6 Voltios de 3 elementos.
Ventajas:
* Bajo coste
* Fácil fabricación
Desventajas:
* No admiten sobrecargas ni descargas profundas, viendo seriamente disminuida su vida útil.
* Altamente contaminantes.
* Baja densidad de energía: 30 Wh/Kg
* Peso excesivo, al estar compuesta principalmente de plomo,...