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Previous issue date: 2007-10-04 / Universidade Federal de Sao Carlos / Two systems that form the basis of the lead-acid batteries were studied. The first system was the lead/sulfuric acid (Pb/H2SO4) interface. This interface is equivalent to negative electrode of lead acid batteries. The second system was the lead oxide/sulfuric acid (PbO2/H2SO4) interface. This interface is equivalente to the positive electrode of lead acid batteries. Of these two interfaces the PbO2/H2SO4 interface is the more complex. In order to devise a reproducible method of synthesizing this complexelectrode (and guaranteeing the production of only PbO2), various test were performed probing the electrooxidation of Pb in many different media, including alkaline solution. For both the Pb and PbO2 interfaces, mechanisms of reaction were studied via electrochemical and spectro-electrochemical methods including Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The behavior of the Pb/H2SO4 system was reproducible and independentof whether the electrode was pure Pb or an alloy of Pb/Ca/Sn/Ag. The reproducibility of measurements in the Pb/H2SO4 system depended on a method developed to remove disrupted filme on the electrode surface. In fact nucleation phenomena were only observed after complete removal of disrupted films from the electrode surface. The formation of reproducible PbO2 films was the main obstacle to obtaining reliable measurements in the PbO2/H2SO4 system. Measurements were sensitive to the planarity of the film and to the presence of excess acid in the solution in which the film was grown. / Neste trabalho se estudaram dois sistemas eletroquímicos que constituem a base do funcionamento das baterias chumbo-ácido. O primeiro mais simples, se refere à interface plana Pb/H2SO4 que corresponde ao eletrodo negativo da bateria. O segundo, mais complexo, se refere à interface plana PbO2/H2SO4 e se relaciona com o eletrodo positivo da bateria. Várias tentativas de formação deste segundo eletrodo foram realizadas via oxidação do Pb em diferentes meios incluindo o meio alcalino, para garantir a formação somente do PbO2 sobre o Pb. Em ambos os casos os estudos foram realizados por meio de técnicas fundamentalmente eletroquímicas, mas também se utilizou-se da FTIR (infravermelho com transformada de Fourier) para a caracterização do PbO2 eletroquimicamente formado. Todos estes resultadso foram obtidos para que se pudesse compreender os mecanismos dos processos nas interfaces destes sistemas. Para o caso do sistema Pb/H2SO4, a reprodutibilidade foi alcançada de maneira satisfatória, independente da utilização da liga Pb/Ca/Sn/Ag ou Pb puro. A comparação qualitativa dos resultados entre estes dois eletrodos não apresentou qualquer alteração. Para se obter a reprodutibilidade se desenvolveu uma metodologia de estabilização do eletrodo previamente a cada dia de medidas. Ainda para este sistema, foram observados fenômenos de nucleação que só ocorrem após a eliminação completa de filmes diruptos sobre a superfície eletródica. E para eliminar tal estrutura de filme também se desenvolveu uma metodologia onde a superfície do eletrodo se apresenta livre destas espécies. Para o sistema PbO2/H2SO4 o problema experimental inicialmente encontrado foi o de se formar eletroquimicamente sobre Pb, de maneira reprodutível, o PbO2. Além disto este filme deveria ser o mais plano possível. Isto só foi obtido com a formação desta espécie em NaOH 1 M, apesar da dissolução do filme que ocorre neste meio.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6238 |
| Date | 04 October 2007 |
| Creators | Pratta, Patricia Maria Patrizi |
| Contributors | D'Alkaine, Carlos Ventura |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
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