130 – Modelagem dos processos de descarga em eletrodos de baterias de chumbo-ácido utilizando o software comsol multiphysics

Foi desenvolvido um novo modelo de eletrodo de chumbo que inclui o efeito da formação de filmes isolantes de sulfato de chumbo nas interfaces eletrodo-solução. As consequências da inclusão deste mecanismo de formação de um filme de sulfato de chumbo (desconsiderado nos modelos desenvolvidos até o presente) e sua interação com os fenômenos cinéticos e difusionais foram analisadas tanto nas regiões externas do eletrodo assim como nas regiões internas de um poro macroscópico simulado na região central do eletrodo. O modelo previu a presença de fenômenos de borda, mostrou a formação de gradientes de concentração e o efeito combinado destes fenômenos que levam ao aparecimento de uma reação zonal. O modelo desenvolvido previu que a reação zonal não começa na superfície do poro e que ela corresponde ao deslocamento de um máximo de densidade de corrente local e não de um máximo absoluto. As simulações identificaram um fenômeno temporário não descrito na literatura, o de uma maior densidade de corrente nas regiões mais afastadas do contra eletrodo (atribuído ao comparativamente lento tempo de resposta dos fenômenos difusionais) e a formação de um filme de sulfato de chumbo mais espesso nessas regiões. O modelo desenvolvido permitiu observar fenômenos como o da reação zonal e suas causas e analisar os diferentes fatores que afetam sua evolução.