Baterías de 12V: Composición y Tipos
Las baterías eléctricas de 12 voltios son una fuente esencial de energía en numerosos dispositivos y vehículos. Su voltaje se determina por la química de los materiales en los electrodos positivo y negativo, y por el número de celdas conectadas en serie. En este artículo, exploraremos en detalle los distintos tipos de baterías de 12V y su funcionamiento.
Química y Voltaje de las Baterías Eléctricas
La química de las baterías determina la diferencia de potencial entre los materiales de los electrodos. En una batería de 12V típica, se suelen conectar varias celdas en serie para alcanzar el voltaje deseado. Por ejemplo, una batería de plomo-ácido de 12V está compuesta por 6 celdas de 2V cada una.
Batería de Plomo-Ácido de 12V
Las baterías de plomo-ácido son baterías secundarias (recargables) que constan de una carcasa, dos placas de plomo o grupos de placas, una positiva y otra negativa, y un relleno de ácido sulfúrico al 37% como electrolito. Estas baterías contienen electrolito líquido en un recipiente no sellado, por lo que deben mantenerse en posición vertical y en un área bien ventilada para dispersar de forma segura el gas hidrógeno que producen durante la sobrecarga. Tienen eficiencias coulómbicas del 85% y eficiencias energéticas del orden del 70%.
Baterías Alcalinas de 12V
Las baterías alcalinas de 12V, como la batería A23, están compuestas por 8 celdas alcalinas de 1.5V. Estas baterías se utilizan principalmente en pequeños dispositivos electrónicos de radio, como sistemas de entrada sin llave para vehículos, sistemas de seguridad doméstica, abridores de puertas de garaje y auriculares Bluetooth.
Funcionamiento de las Baterías Eléctricas
Una batería eléctrica convierte la energía química almacenada en energía eléctrica a través de un proceso electroquímico, proporcionando una fuente de fuerza electromotriz para permitir que fluyan corrientes en circuitos eléctricos y electrónicos.
Química de las Baterías de Plomo-Ácido
En las baterías de plomo-ácido, el plomo y el dióxido de plomo, los materiales activos en las placas de la batería, reaccionan con el ácido sulfúrico en el electrolito para formar sulfato de plomo. Este sulfato de plomo se forma primero en un estado amorfo finamente dividido y se revierte fácilmente a plomo, dióxido de plomo y ácido sulfúrico cuando la batería se recarga. Durante la descarga, ocurren reacciones químicas en los electrodos, transformando los materiales y consumiendo el ácido sulfúrico, lo que disminuye la densidad del electrolito.
La fórmula del proceso en el ánodo durante la descarga es:
Pb + SO42- → PbSO4 + 2e-
Y en el cátodo:
PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O
Otros Tipos de Baterías
Además de las baterías de plomo-ácido y alcalinas, existen varios otros tipos de baterías utilizadas en aplicaciones específicas. Algunas de ellas incluyen:
- Baterías de litio-ion
- Baterías de níquel-hidruro metálico (NiMH)
- Baterías de níquel-cadmio (NiCd)
Cada tipo de batería tiene sus propias características y aplicaciones, adaptadas a las necesidades específicas de los dispositivos que alimentan.
Conclusión
Las baterías de 12V, ya sean de plomo-ácido, alcalinas u otros tipos, son componentes cruciales en el mundo moderno. Su capacidad para almacenar y proporcionar energía eléctrica de manera eficiente las hace indispensables en una variedad de aplicaciones, desde vehículos hasta dispositivos electrónicos portátiles.
