סוללת עופרת-חומצה היא מהסוללות הנפוצות ביותר הקיימות, עם סכום מכירות שנתי של כ-15.6 מיליארד דולר, המהווה כ-33% מסך ההוצאה העולמית על סוללות (נכון לשנת 2009).
השימושים העיקריים של סוללות עופרת-חומצה הן: מקור כוח חשמלי להתנעת כלי רכב (60%), מערכות גיבוי למתקנים נייחים (25%) ואגירת אנרגיה (15%).
סוללות עופרת-חומצה מצטיינות באורך חיים ארוך (500–800 מחזורים) ובפעולה בטווח טמפרטורות רחב (Min. −40 °C, max. 60 °C), וכן ביחס כוח גבוה למשקל (W/kg 180). אולם, הן בעלות צפיפות אנרגיה נמוכה מאוד (משקלית: 33-42 Wh/kg; נפחית: 60-110 Wh/L) ועל כן השימוש בסוללות עופרת-חומצה מוגבל בעיקר ליישומים בהן אין חשיבות גבוהה למשקל הסוללה.
היסטוריה.
סוללת עופרת-חומצה הומצאה בשנת 1859, על ידי הפיזיקאי הצרפתי גסטון פלנטה (1834–1889).
המודל הראשון שבנה פלנטה הורכב משני לוחות עופרת (שעל אחד מהן הוא מרח שכבת תחמוצת עופרת). הלוחות הופרדו באמצעות רצועות גומי אשר גולגלו לצורה ספירלית והוטבלו בתמיסה מימית שהכילה כ-10 אחוז חומצה גופרתית.
סוללות העופרת-חומצה היו הסוללות הראשונות שהיו יכולות להיטען על ידי העברת זרם חשמלי דרכן.
סוללות עופרת-חומצה שימשו תחילה כמקור חשמלי לתאורת רכבות בשעה שהן עצרו בתחנות הנוסעים.
השדרוג הראשון של סוללות עופרת-חומצה בוצע בשנת 1881, על ידי מהנדס הכימיה הצרפתי קמיל אלפונס פור (1840–1898), אשר החליף את אחד מלוחות העופרת ברשת של סגסוגת עופרת שעליהן הוא מרח משחה של תחמוצת העופרת (PbO). שיפור זה הקל על הייצור ההמוני של הסוללה.
בראשית שנות ה-30 של המאה ה-20 פותח אלקטרוליט מסוג ג'ל עבור סוללת עופרת-חומצה. אלקטרוליט זה הכיל תרכובות סיליקטיות שהפכו את האלקטרוליט לפחות נזיל מה שהפך את הסוללה לבטוחה יותר במקרה של שבר. מסיבות שונות, שיפור זה אינו נמצא בכל סוללות העופרת-חומצה המיוצרות כיום.
למעשה מאז שנת 1930 ועד היום לא בוצעו שינויים משמעותיים נוספים בטכנולוגיה הכימית של סוללות עופרת-חומצה.
כימיה.
הרכב התא.
תא של סוללת עופרת-חומצה מורכב מאנודה המבוססת על לוח עופרת (Pb), וכנגדה נמצאת הקתודה, המבוססת על תחמוצת העופרת (PbO). הקתודה מורכבת מרשת של עופרת שעליה נמרחה משחה של עופרת דו-חמצנית (החומר הפעיל בקתודה). המשחה נמרחה על רשת במקום על לוח שטוח משיקולים של הולכה חשמלית ויציבות מכנית.
האלקטרוליט בתא עופרת-חומצה הוא תמיסה מימית של חומצה גופרתית (HSO), וזהו מקור השם "חומצה" בסוללה זו.
פעולת התא במהלך הפריקה (Discharge).
בשעה שסוגרים את המעגל החשמלי בתא על ידי חיבור האלקטרודות באמצעות כבל מוליך, מתרחשת פעולת הפריקה, במהלכה התא מספק זרם חשמלי עם מתח גבוה (כ-2.1 וולט בתנאים תקניים).
במהלך תגובת הפריקה, האנודה עוברת חמצון, כך שלוח העופרת (Pb) מגיב עם יוני -HSO של החומצה הגופרתית לקבלת עופרת גופרתית (PbSO), יוני הידרון (+H) ואלקטרונים (-e). האלקטרונים עוברים דרך הכבל המוליך אל עבר הקתודה, שם מתבצעת תגובת החיזור: הקתודה (PbO) מגיבה עם יוני החומצה הגופרתית (+HSO-,H) לקבלת עופרת גופרתית (PbSO) ומים (HO).
במהלך פריקת התא, האלקטרוליט נעשה מהול יותר (יורד מריכוז של 4 ל-2 מולר) בשל ההיווצרות של עופרת גופרתית על האלקטרודות ובשל יציאת המים.
תגובות התא במהלך הפריקה.
אנודה:
-Pb(s) + HSO4-(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
קתודה:
(PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3H+(aq) + 2e− → PbSO4(s) + 2H2O(l
התגובה נטו:
(Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l
המסה המולרית הכללית של המגיבים היא 642.6 גרם למול. על פי היחסים הסטוכיומטרים של התגובה, עולה כי עוברים 2 מול אלקטרונים, כלומר 192,971 קולון. על כן, באופן תאורטי, התא אמור לספק 83.4 אמפר-שעה לקילוגרם (או 13.9 אמפר-שעה לקילוגרם עבור סוללה של 12 וולט). באופן מעשי, הערכים נמוכים יותר.
פעולת התא במהלך הטעינה (Charging).
במהלך הטעינה של הסוללה, התגובות על שתי האלקטרודות נהפכות, כך שהאנודה חוזרת להיות עופרת מתכתית, והקתודה חוזרת למצבה כעופרת דו-חמצנית (PbO).
במהלך שלב הטעינה, האלקטרוליט נעשה חומצי ומרוכז יותר (עולה לריכוז של כ-6 מולר), בשל הייצור מחדש של החומצה הגופרתית.
במקרה של טעינת יתר במתח גבוה (Overcharging), תתרחש אלקטרוליזה של האלקטרוליט המימי, לקבלת גז מימן (H) וחמצן (O).
קביעת רמת הטעינה של סוללת עופרת-חומצה.
ניתן לקבוע בצורה טובה את רמת הטעינה של סוללת עופרת חומצה על סמך בדיקת הצפיפות של האלקטרוליט.
ככל שהאלקטרוליט צפוף יותר (מהול פחות) אזי הסוללה נמצאת ברמת טעינה גבוהה יותר, כלומר היא יכולה לספק זרם חשמלי עוד זמן רב. ירידה בצפיפות של האלקטרוליט מצביעה על התרוקנות הסוללה.
בדיקה של צפיפות האלקטרוליט יכולה להיעשות באמצעות הידרומטר.
יש סוללות עופרת-חומצה שמכילות כדוריות ציפה צבעוניות המגיעות בצפיפויות שונות,  שניתן להתבונן בהן דרך פתח מתאים בסוללה ובכך לעמוד אחר צפיפותו של האלקטרוליט. שיטה כזו  משמשת בצוללות דיזל, שעושות שימוש בסוללות כשהצוללת נמצאת מתחת למים.
אנשי הצוות הטכני, של הצוללת, מבצעים מדידות שגרתיות של רמת הטעינה של הסוללות ומעדכנים את המידע על לוח מיוחד בחדר הבקרה של הצוללת. כך ניתן לדעת כמה זמן תוכל הצוללת לשהות מתחת למים.
מתח הסוללה.
תא סוללת עופרת חומצה מספקת מתח של 2.10 וולט במצב טעינה מלא (Open-circuit voltage), ומתח הדקים של 1.95 וולט.
מתח הטעינה הנדרש הוא 2.28-2.4 וולט (המתח עשוי להשתנות בטמפרטורות שונות), מתחים גבוהים יביאו לאלקטרוליזה בקצב גבוה של האלקטרוליט המימי (פליטה של גז מימן וחמצן מהמערכת).
בדרך כלל, סוללות העופרת-חומצה נמכרות במארזים שבהן 6 תאים (סוללת 12 וולט) או במארזים ובהן 12 תאים (סוללת 24 וולט).
שימושים.
ההערכות הן שכ-75% מהייצור השנתי העולמי של עופרת מיועד לייצור של סוללות עופרת חומצה. סה"כ כ-4.5 מיליון טון.
רוב סוללות העופרת-חומצה משמשות כסוללות ברכבים מנועים, שם תפקידן בהנעה הראשונית של הרכב ובאספקת החשמל כשהמנוע כבוי.
שאר השימושים הם כמקורות גיבוי חשמליים עבור מרכזי טלפוניה ומחשבים, מתקני תאורת חירום ומשאבות.
סוללות עופרת חומצה משמשות גם כמקור ההנעה של רכבים חשמליים קטנים כמו עגלות גולף, וכמקור הנעה נוסף בצוללות דיזל, וכמערכות גיבוי חשמליים בכלי שיט גרעיניים.
בטיחות.
טעינת יתר של סוללת עופרת-חומצה תגרום לתגובת אלקטרוליזה ולפליטה של גז מימן וחמצן לתוך מארז הסוללה. מצב זה עשוי להביא להתנפחות הסוללה ואף להתפוצצותה, אולם ברוב הסוללות מותקנים שסתומים לשחרור לחץ עודף, ובחלקן מותקנות גם מערכות קטליטיות שמסוגלות לבצע רקומבינציה (Recombination) של מימן וחמצן בחזרה למים.
יש סוללות עופרת-חומצה שבהן האלקטרוליט הוא מסוג ג'ל, שמקטין את הסיכון מהסוללה במקרה דליפה או שבר.
ביצוע פעולות עם סוללות עופרת חומצה שאינן תקינות עלול להסתיים בכוויות קשות כתוצאה מהתזה של חומצה במקרה של התפוצצות הסוללה, ועל כן יש להשתמש באמצעי מיגון הכוללים: מיגון פנים, כפפות וביגוד ארוך לכיסויי חלקי גוף גלויים.
יש להימנע ממגע ישיר באלקטרודות של סוללות עופרת חומצה, בדגש על תחמוצות עופרת שהן רעילות מאוד (במיוחד במקרה של שאיפה). תרכובות אלה עשויות להביא לפגיעה קשה בכליות ובמוח, במיוחד בילדים.
מיחזור סוללות עופרת חומצה.
המרכיב העיקרי והיקר בסוללות עופרת-חומצה, הוא העופרת. בשל מחירה הגבוה באופן יחסית, ובשל הרעילות הגבוהה של הסוללה עצמה, פותחו תוכניות למיחזור של סוללות אלה. למעשה, סוללות העופרת-חומצה הן מהסוללות הממוחזרות ביותר בעולם. בארצות הברית לבדה, בין השנים 2009 ל-2013, היווה מיחזור של סוללות העופרת-חומצה, מקור לכ-99% מסך העופרת שמוחזרה.
אנקת גבהים (סרט, 1939)
אנקת גבהים (באנגלית: Wuthering Heights) הוא סרט קולנוע אמריקאי משנת 1939 בבימויו של ויליאם ויילר ובהפקת סמואל גולדווין. הסרט מבוסס על הרומן "אנקת גבהים" מאת אמילי ברונטה. בסרט הושמטו לגמרי הדמויות של הדור השני, והעלילה מגוללת רק את 16 הפרקים הראשונים של הרומן מתוך ה-34 שהוא כולל. העיבוד לקולנוע נעשה על ידי צ'ארלס מקארתור, בן הכט וג'ון יוסטון. הסרט זכה בפרס הסרט הטוב ביותר לשנת 1939 מטעם מבקרי הקולנוע של ניו יורק. הוא היה מועמד לשמונה פרסי אוסקר, בהם הסרט הטוב ביותר והשחקן הטוב ביותר. פרס אוסקר לצילום הטוב ביותר בקטגוריית שחור-לבן משנת 1940 הוענק לגרג טולנד. המלחין אלפרד ניומן, שהרבה לכתוב לסרטי קולנוע, היה מועמד לפרס על המוזיקה המקורית, אבל הפרס הוענק לסרט "הקוסם מארץ עוץ".
ב-2007 נבחר הסרט "אנקת גבהים" לשימור בארכיון הסרטים הלאומי של ארצות הברית של ספריית הקונגרס בהיותו "משמעותי מבחינה תרבותית, היסטורית או אסתטית".
תקציר העלילה.
נוסע בשם לוקווד (מיילס מנדר) נקלע לסופת שלגים ונשאר ללון באחוזת "אנקת גבהים" על אף יחסו הקר של מארחו, היתקליף (לורנס אוליבייה). לוקווד נלקח לחדר בקומה עליונה שהיה פעם חדר כלולות. באמצע הלילה הוא מתעורר וחש ברוח פרצים שנכנס דרך תריס המתנפנף הלוך ושוב. הוא מנסה לסגור את החלון ולפתע אוחזת בו יד קפואה, והוא רואה בחוץ אישה הקוראת "היתקליף, תן לי להיכנס! אני נמצאת בחוץ. זו קאתי!". לוקווד קורא להיתקליף ומספר לו מה ראה, ואז היתקליף זורק אותו בזעם מהחדר. כשלוקווד נעלם, היתקליף קורא בטירוף לקאתי, רץ במורד המדרגות ויוצא מהבית אל תוך סופת השלגים.