La batteria al piombo-acido è un tipo comune di batteria utilizzato in molti veicoli e sistemi di alimentazione di emergenza. Funziona grazie ad una reazione chimica che si verifica tra due tipi di materiali: il piombo e l’acido solforico. Ecco come funziona in modo semplice:
- Anodo e catodo: All’interno della batteria, ci sono due piastre, una chiamata anodo e l’altra catodo. L’anodo è realizzato in piombo poroso, mentre il catodo è ricoperto di diossido di piombo (PbO2). Queste due piastre sono immerse in una soluzione di acido solforico (H2SO4).
- Reazione chimica: Quando la batteria viene collegata a un dispositivo o a un veicolo che richiede energia, inizia una reazione chimica. Gli ioni di piombo dell’anodo reagiscono con gli ioni di solfato dell’acido solforico per formare ione di piombo solido (PbSO4) e rilasciare ioni di idrogeno (H2). Allo stesso tempo, gli ioni di diossido di piombo del catodo reagiscono con gli ioni di solfato per formare ione di piombo solido e ioni di acqua (H2O).
- Flusso di elettroni: Queste reazioni chimiche generano elettroni negativi nell’anodo. Gli elettroni cercano un percorso verso il catodo e lo trovano passando attraverso il circuito esterno (utilizzatore), raggiunto il catodo, si combinano con gli ioni di idrogeno e gli ioni di acqua per formare molecole di acqua. Questo flusso di elettroni che attraversano il circuito esterno forniscono l’energia elettrica al circuito stesso compiendo quindi un lavoro.
- Fine della reazione: quando la concentrazione dell’acido solforico è troppo bassa, la reazione chimica non è più possibile e la batteria si considera quindi scarica.
- Ricarica: Quando si ricarica la batteria, si inverte la reazione chimica applicando una tensione dall’esterno. Questo, forza gli ioni di piombo e solfato a tornare alle loro posizioni originali sulle piastre, e renderli pronti per una nuova scarica ed un nuovo lavoro.
Finché la reazione chimica continua a produrre elettroni, la batteria fornisce energia al dispositivo o al veicolo collegato. Man mano che la reazione prosegue, la quantità di piombo solido sulle piastre aumenta e la batteria si scarica. Quando la batteria è completamente scarica, deve essere ricaricata per riportare gli ioni nelle loro posizioni iniziali e ripristinare l’energia immagazzinata.
Questo è il ciclo di scarica e ricarica che consente alle batterie al piombo-acido di fornire energia elettrica a per diverse applicazioni, come ad esempio, l’avvio dei motori a combustione interna o l’accumulo di energia nelle fonti rinnovabili o l’utilizzo di muletti elettrici..
