UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

LABORATORIO DE QUIMICA APLICADA

CURSO : LABORATORIO DE QUIMICA APLICADA

DOCENTE : Ing. Carlos Vasquez

ESCUELA: INGENIERIA MECANICA

CICLO : III

ALUMNO : NEGREIROS POLO, Jefferson Homero

TRUJILLO-PER2015BATERIA NIQUEL-HIERRO (EDISON)La batera de nquel-hierro es una batera recargable que tiene un ctodo de xido de nquel-hidrxido y un nodo de hierro, con un electrolito de hidrxido de potasio. Los materiales activos se mantienen en tubos de acero niquelado o bolsas perforadas. Es una batera muy robusta que es tolerante de abuso, y puede tener una larga vida, incluso si as tratado. A menudo se utiliza en situaciones de copia de seguridad en el que se puede cargar continuamente y puede durar ms de 20 aos. Debido a su bajo consumo de energa especfica, pobre retencin de la carga, y el alto costo de fabricacin, otros tipos de bateras recargables han desplazado a la batera de nquel-hierro en la mayora de las aplicaciones.UtilizaLas bateras de nquel-hierro han sido utilizados en operaciones mineras europeas debido a su capacidad para soportar vibraciones, altas temperaturas y otro estrs fsico. Ellos estn siendo examinados de nuevo para su uso en sistemas de energa elica y solar en peso de la batera no es importante.Muchos vehculos ferroviarios utilizan bateras Ni-Fe. Algunos ejemplos son Londres locomotoras elctricas subterrneas y Nueva York vagn del metro de la ciudad - R62A.La tecnologa se ha vuelto a adquirir popularidad por fuera de las aplicaciones de red que carga todos los das hace que sea una tecnologa apropiada.DurabilidadLa capacidad de estas bateras para sobrevivir bicicleta frecuente es debido a la baja solubilidad de los reactivos en el electrolito. La formacin de hierro metlico durante la carga es lento debido a la baja solubilidad del hidrxido ferroso. Mientras que la lenta formacin de cristales de hierro preserva los electrodos, sino que tambin limita el rendimiento de velocidad de alta: estas clulas cargan lentamente, y slo son capaces de descargar lentamente. Clulas de nquel-hierro no se deben cargar desde un suministro de voltaje constante, ya que pueden ser daados por embalamiento trmico; la tensin interna celular disminuye a medida que comienza gasificacin, elevando la temperatura, lo que aumenta la corriente absorbida y as aumenta an ms la formacin de gases y la temperatura.ElectroqumicaLa reaccin de media celda en el ctodo:2 NiOOH 2 H2O 2 e-? 2 Ni2 2 OH-y en el nodo:Fe 2 OH-? Fe2 2 e-El voltaje de circuito abierto es 1.4 voltios, cayendo a 1,2 voltios durante la descarga. La mezcla de electrolito de hidrxido de potasio e hidrxido de litio no se consume en la carga o descarga, por lo que a diferencia de una batera de plomo-cido de la densidad del electrlito no indica el estado de carga. Hidrxido de litio mejora el rendimiento de la clula. El voltaje necesario para cargar las clulas es entre 1,45 y 1,65 voltios. La tensin de carga de compensacin es de 1,65 voltios.HistoriaSueco inventor Waldemar Jungner haba inventado la batera de nquel-cadmio en 1899 - Jungner experiment con la sustitucin del hierro para el cadmio en proporciones variables, incluyendo el 100% de hierro. Jungner ya se haba descubierto que la principal ventaja sobre la qumica de nquel-cadmio fue coste, pero debido a la menor eficiencia de la reaccin de carga y la formacin de ms pronunciado de hidrgeno, se encontr que la tecnologa de nquel-hierro querer y abandonado. Jungner tena varias patentes para la versin de hierro de su batera. Adems tena una patente para la batera de NiCd: Swed.pat N 15.567/1899.La batera fue desarrollado por Thomas Edison en 1901, y se utiliza como la fuente de energa para los vehculos elctricos, tales como el Detroit Electric y Baker elctrico. Edison afirm el diseo de nquel-hierro para ser "muy superior a las bateras con placas de plomo y cido". Edison tuvo tambin varias patentes: Patente EE.UU. 678722/1901, la patente de EE.UU. 692 507/1902, y la patente alemana n 157.290/1901.El trabajo de Jungner era muy conocido en los EE.UU. hasta la dcada de 1940, cuando las bateras de nquel-cadmio entr en produccin all. Una batera de nquel-hierro 50 voltios fue la principal fuente de alimentacin de la Segunda Guerra Mundial alemn V-2 rocket Mundial. Una versin ms pequea se utiliz en el V-1 Bomba de vuelo.FabricarBateras de Edison se hicieron desde aproximadamente 1903 hasta 1972 por el Edison Storage Battery Company en East Orange, NJ. Eran muy rentable para la empresa. En 1972, la empresa de bateras se vendi a la batera Exide Corporation, que suspendi haciendo la batera en 1975.Edison estaba decepcionado de que su batera no se adopt para arranque de motores de combustin interna, y que los vehculos elctricos se apagaron de la produccin de slo unos pocos aos despus de la introduccin de su batera. l desarroll la batera para la batera de eleccin para los vehculos elctricos, que eran el modo de transporte preferido en el ao 1900. Bateras de Edison tenan una densidad de energa significativamente mayor que las bateras de plomo-cido en uso en ese momento, y podra ser acusado en la mitad del tiempo, sin embargo, un mal desempeo a bajas temperaturas y son ms caros. La batera se utiliza extensamente para la sealizacin ferroviaria, ascensor tenedor y aplicaciones de energa de reserva.Clulas de nquel-hierro se hicieron con capacidades desde 5 hasta 1.250 Ah. Muchos de los fabricantes originales ya no se hacen las clulas de hierro nquel. Se fabrican actualmente en China y Rusia, as como en los EE.UU..PlacasEl material activo de las placas de la batera est contenida en un nmero de tubos o bolsas llenas, montado de manera segura en un soporte y la realizacin de trama o cuadrcula. El soporte est en buen contacto elctrico con los tubos. La rejilla es un marco de esqueleto ligero, estampado en chapa de acero fino, con un ancho de refuerzo adicional en la parte superior. Las rejillas - como tambin todas las partes metlicas de las clulas - son niquelados para evitar la corrosin. Los elementos deben permanecer cubiertos con electrolito, si se secan, las placas negativas se oxida y requerirn mucho costo.El material activo de las placas positivas es una forma de hidrato de nquel. Los retenedores de tubo son de cinta de acero muy delgada, finamente perforado y niquelado, de aproximadamente 4 pulgadas de largo y 1/4 de pulgada y 1/8in. de dimetro. La cinta est enrollada en espiral, con las costuras traslapadas y los tubos reforzado en alrededor de 1/2 pulg intervalos con anillos de acero pequeos. En estos tubos de nquel hidratado y puro nquel escamas son cargados en capas alternas, muy finas y estn muy juntos o apisonada. El propsito de la escama de nquel es hacer un buen contacto entre el hidrato de nquel y los tubos, y con ello proporcionar conductividad adecuada. Los tubos, cuando el llenado y cerrado, se montan verticalmente en las rejillas.El material activo de las placas negativas es xido de hierro. Los bolsillos de retencin estn hechos de acero niquelado muy delgada, finamente perforada, de forma rectangular, 1/2 pulgadas de ancho, en 3 de largo y 1/8 de pulgada de espesor mximo. El xido de hierro, en forma de polvo fino est estrechamente apisonada en estos bolsillos, despus de lo cual se montan en las rejillas. Despus del montaje se presionan, forzndolos en estrecho contacto con las rejillas, y al mismo tiempo hacer los lados de los bolsillos de forma ondulada para proporcionar un contacto de resorte de la bolsa con el material activo.CargoLa accin que se lleva a cabo en una clula de Edison, tanto en la carga y descarga, es una transferencia de oxgeno desde un electrodo al otro, o de un grupo de placas a la otra, por lo tanto, este tipo de clulas a veces se llama una clula oxygenlift. En una celda de carga el material activo de las placas positivas se superoxidized, y la de las placas negativas se encuentra en un estado esponjoso o desoxidado.Si la capacidad normal de la clula es insuficiente, cargos alta tasa de intermedios cortos se pueden dar a condicin de que la temperatura del electrlito no supera 115 F/46 C. Estas cargas cortas son muy eficientes y no causan lesiones. Precios hasta tres veces lo normal pueden ser empleados por perodos de 30 minutos.La carga completa para cualquier tipo de clula de nquel hierro se compone de siete horas a la tasa normal de las clulas. En servicio la cantidad de carga dada se rija exclusivamente por el alcance de la aprobacin de la gestin anterior. Por ejemplo, si la batera se descarga a la mitad, una carga 3,5 horas a una velocidad normal, se debe dar. Si se utiliza un amperio hora, se debe establecer en alrededor de 80% de eficiencia de carga. En funcionamiento, la gran tendencia es a sobrecargar las bateras de nquel-hierro innecesariamente. La sobrecarga residuos actual y provoca la rpida evaporacin del agua en el electrolito, por estas razones debe tener vigilancia en contra.Si las tasas de ahusamiento de carga se van a emplear, un promedio de 1,67 voltios se debe mantener a travs de los terminales celulares largo de toda la carga. El valor de la corriente en el comienzo de la carga variar de acuerdo con la cantidad de resistencia en el circuito. Si no se utiliza la resistencia, la tasa de partida ser aproximadamente el doble de lo normal y la tasa de acabado alrededor del 40% de lo normal.DescargarEn el desempeo de las placas positivas desoxidan y el oxgeno, con su natural afinidad por el hierro, se destina a las placas negativas, su oxidacin. Se permite la descarga continua en todo caso, hasta un 25% superior a lo normal, y en ocasiones por perodos cortos a velocidades de hasta seis veces lo normal. Esta limitacin se basa en gran medida en Edison Batera experiencia de la empresa, puesto que se ha demostrado que cuando la velocidad de descarga normal, supera este valor, se producirn cadas de tensin anormales.ElectrlitoEl electrolito de las clulas de hierro de nquel no entra en combinacin qumica para llevar a cabo las funciones de la clula, sino que acta simplemente como un transportador. No cambia en la gravedad especfica durante la carga y descarga que no sea a travs de la evaporacin y los cambios de temperatura. Una considerable variacin en la gravedad especfica es admisible, teniendo influencia slo sobre la eficiencia de la batera.Impacto ambientalLas bateras de nquel-hierro no tienen el plomo o cadmio de las bateras de plomo-cido y nquel-cadmio, que tienen que ser tratados como materiales peligrosos.