Produção e caracterização de um compósito de polianilina e lignosulfonato de sódio para aplicação em baterias chumbo-ácido

Abstract

Resumo: A redução de emissões de gases poluentes tem sido buscada pelas grandes potências do mundo, passando pela diminuição das emissões por veículos com a utilização de sistemas híbridos e totalmente elétricos. Neste contexto a bateria chumbo-ácido se apresentado como uma fonte de armazenamento de energia para esses sistemas, mas para isto é necessário que as baterias alcancem melhores performances para atender ao mercado. Dentre os vários estudos para a busca de um novo aditivo para as placas negativas, que gerem este ganho de desempenho se deixou de lado o estudo dos expansores orgânicos. Esta dissertação tem como objetivo a síntese, caracterização, estudo de performance e comportamento na bateria de um substituto para o lignosulfonato de sódio (LS) que é utilizado nas baterias, um compósito de Polianilina (PANI) e LS. Duas rotas de sínteses foram testas com diferentes meios reacionais, ácido sulfúrico e ácido clorídrico. Com o auxílio de técnicas como MEV/EDS, FRX, FTIR e testes eletroquímicos, foi realizada uma caracterização dos materiais e definição de continuidade dos testes. Massa de placas de baterias chumbo-ácido negativas foram preparadas com diferentes proporções de compósito, PANI e LS. Análises das características obtidas na massa e nas placas curadas produzidas mostram que o aditivo não apresentou diferença significativa nas suas características em comparação as amostras convencionais. Os testes de performance indicam um ganho com o fator capacitivo da placa com a utilização do compósito.

Abstract: The reduction of pollutant gas emissions has been sought by the great powers of the world through the reduction of emissions by vehicles with the use of hybrid and fully electric systems. In this context, the lead-acid battery is presented as a source of energy storage for these systems, but for this it is necessary that the batteries reach better performances to meet the market. Among the various studies to search for a new additive for negative plates which generate this performance gain, the study of organic expanders was left out. This dissertation aims at the synthesis, characterization, performance and behavior study in the battery of a substitute for sodium lignosulfonate (LS) used in batteries, a composite of Polyaniline (PANI) and LS. Two synthesis routes were tested with different reaction media, sulfuric acid and hydrochloric acid. With the help of techniques such as SEM/EDS, FRX, FTIR and electrochemical tests, a characterization of the materials was carried out and the continuity of the tests was defined. Mass of negative lead-acid battery plates was prepared with different proportions of composite, PANI and LS. Analysis of the characteristics obtained in the mass and the cured plates produced show that the additive did not present a significant difference in its characteristics compared to conventional samples. The performance tests indicate a gain with the capacitive factor of the board with the use of the composite.