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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/37575
Title: | Avaliação do efeito da temperatura sobre a corrosão e evolução de gases em grades de baterias chumbo-ácido produzidas a partir de diferentes velocidades de laminação |
Other Titles: | Evaluation of the effect of temperature on corrosion and gas evolution in lead-acid battery grids produced from different rolling speeds |
???metadata.dc.creator???: | DUARTE, Renan Cézar de Oliveira. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | VILAR, Eudésio Oliveira. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | BRITO , Andre Luiz Fiquene de Brito. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | ALVES, José Jailson Nicácio. |
???metadata.dc.contributor.referee3???: | NASCIMENTO, Marcelo Rodrigues do. |
???metadata.dc.contributor.referee4???: | QUEIROZ, Marcelo Batista de. |
Keywords: | Grade de chumbo;Corrosão;Conformação;Laminação;Bateria chumbo-ácido |
Issue Date: | 29-Aug-2023 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | DUARTE, Renan Cézar de Oliveira. Avaliação do efeito da temperatura sobre a corrosão e evolução de gases em grades de baterias chumbo-ácido produzidas a partir de diferentes velocidades de laminação. 2023. 139 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologias, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023 |
???metadata.dc.description.resumo???: | Apesar das melhorias significativas em baterias chumbo-ácido nas últimas décadas, problemas como corrosão e liberação de gases persistem. Poucos estudos abordam esses fenômenos em grades de liga de chumbo conformadas por laminação. Além disso, a maioria das pesquisas foca na corrosão e liberação de gases em temperatura ambiente, mas as flutuações térmicas reais da bateria são negligenciadas. Este estudo busca avaliar como a temperatura afeta a corrosão e os potenciais de liberação de gases (hidrogênio e oxigênio) em grades de baterias chumbo-ácido produzidas com diversas velocidades de laminação. Para isso foram produzidas grades em três diferentes velocidades de laminação e os ensaios foram realizados em três diferentes temperaturas para o eletrólito. Para avaliação da evolução de gases foi utilizada a técnica de voltametria de varredura linear. As técnicas eletroquímicas de resistência a polarização linear e corrosimetria buscaram avaliar a corrosão nas grades e a voltametria cíclica e impedância eletroquímicas foram ferramentas indispensáveis para elucidar mecanismos, atuação, efeitos e influência da temperatura e da velocidade de laminação da liga de chumbo sobre a evolução de gases e corrosão de grades laminadas de baterias chumbo-ácido produzidas industrialmente. Os resultados mostraram que a taxa de evolução de gases aumenta tanto com temperatura bem como com o aumento da velocidade de conformação da liga de chumbo laminada devido ao aumento na densidade de sítios ativos na superfície eletródica com o incremento na velocidade de conformação da liga metálica. De forma semelhante, observou-se a elevação da taxa de corrosão com a temperatura, e a maior suscetibilidade à corrosão da liga laminada mais rapidamente, em virtude da sua superfície menos uniforme e da consequente dificuldade em estabelecer uma camada passiva protetora de forma eficiente e em um tempo mais curto quando comparada as aquelas amostras produzidas à menores velocidades de laminação. Durante a varredura de potencial na voltametria cíclica, diversos óxidos e sulfatos de chumbo foram identificados, representando componentes da camada protetora passiva que se forma na superfície da liga de chumbo. A presença destas espécies químicas foi confirmada por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X (DRX). |
Abstract: | Despite significant improvements in lead-acid batteries over the last few decades, problems such as corrosion and off-gassing persist. Few studies address these phenomena in lead alloy grids formed by rolling. Furthermore, most research focuses on corrosion and off-gassing at room temperature, but actual battery thermal fluctuations are neglected. This study seeks to evaluate how temperature affects corrosion and gas release potentials (HER and OER) in lead-acid battery grids produced with different rolling speeds. For this, grids were produced at three diferente rolling speeds and the tests were performed at three different temperatures for the electrolyte. To evaluate the evolution of gases, the technique of linear scanning voltammetry (LSV) was used. The electrochemical techniques of resistance to linear polarization and corrosimetry sought to evaluate the corrosion in the grids and the cyclic voltammetry and electrochemical impedance were indispensable tools to elucidate mechanisms, action, effects and influence of the temperature and the lamination speed of the lead alloy on the evolution of gases and corrosion of laminated grids of industrially produced lead-acid batteries. The results showed that the gas evolution rate increases both with temperature as well as with the increase in the forming speed of the rolled lead alloy due to the increase in the active sites density on the electrode surface with the increase in the rolling speed of the metallic alloy. Similarly, an increase in the corrosion rate was observed with temperature, and a greater susceptibility to corrosion of the alloy rolled more quickly, due to its less uniform surface and the consequent difficulty in establishing a protective passive layer efficiently and effectively. in a shorter time when compared to those samples produced at lower lamination speeds. During potential scanning in cyclic voltammetry, several lead oxides and sulfates were identified, representing components of the passive protective layer that forms on the surface of lead alloy. The presence of these chemical species was confirmed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). |
Keywords: | Grade de chumbo Corrosão Conformação Laminação Bateria chumbo-ácido |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Química |
URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/37575 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Química. |
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RENAN CÉZAR DE OLIVEIRA DUARTE - TESE (PPGEQ) 2023.pdf | 4.72 MB | Adobe PDF | View/Open |
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