Ask An Engineer
Como funciona uma bateria?
O seu relógio, portátil, e apontador laser são todos alimentados pela mesma coisa: química…
Por Mary Bates
Existem muitos tipos diferentes de baterias, mas todas elas funcionam com base no mesmo conceito subjacente. “Uma bateria é um dispositivo capaz de armazenar energia eléctrica sob a forma de energia química, e converter essa energia em electricidade”, diz Antoine Allanore, associado de pós-doutoramento no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do MIT. “Não se pode captar e armazenar electricidade, mas pode-se armazenar energia eléctrica nos produtos químicos dentro de uma bateria”.
Existem três componentes principais de uma bateria: dois terminais feitos de químicos diferentes (tipicamente metais), o ânodo e o cátodo; e o electrólito, que separa estes terminais. O electrólito é um meio químico que permite o fluxo de carga eléctrica entre o cátodo e o ânodo. Quando um dispositivo é ligado a uma bateria – uma lâmpada ou um circuito eléctrico – ocorrem reacções químicas nos eléctrodos que criam um fluxo de energia eléctrica para o dispositivo.
Mais especificamente: durante uma descarga de electricidade, o químico no ânodo liberta electrões para o terminal negativo e iões no electrólito através do que se chama uma reacção de oxidação. Entretanto, no terminal positivo, o ânodo aceita electrões, completando o circuito para o fluxo de electrões. O electrólito está lá para colocar os diferentes químicos do ânodo e do cátodo em contacto uns com os outros, de modo a que o potencial químico possa equilibrar-se de um terminal para o outro, convertendo a energia química armazenada em energia eléctrica útil. “Estas duas reacções acontecem simultaneamente”, diz Allanore. “Os iões transportam a corrente através do electrólito enquanto os electrões fluem no circuito externo, e é isso que gera uma corrente eléctrica”.
Se a bateria for descartável, produzirá electricidade até ficar sem reagentes (mesmo potencial químico em ambos os eléctrodos). Estas baterias funcionam apenas numa direcção, transformando a energia química em energia eléctrica. Mas em outros tipos de baterias, a reacção pode ser invertida. As baterias recarregáveis (como as do seu telemóvel ou do seu carro) são concebidas para que a energia eléctrica de uma fonte externa (o carregador que se liga à parede ou ao dínamo do seu carro) possa ser aplicada ao sistema químico, e inverter o seu funcionamento, restaurando a carga da bateria.
O laboratório Group Sadoway no MIT está a trabalhar na criação de baterias mais eficientes para múltiplas utilizações. Para armazenamento de energia em grande escala, a equipa está a trabalhar numa bateria de metal líquido, na qual o electrólito, o ânodo e o cátodo são líquidos. Para aplicações portáteis, estão a desenvolver uma bateria de polímero de película fina com um electrólito flexível feito de gel não inflamável. Outro objectivo do laboratório é construir baterias utilizando materiais previamente não considerados, concentrando-se em substâncias abundantes, baratas e seguras que têm o mesmo potencial comercial das populares baterias de lítio.
P>P>Bancos a Steven Minkus de 18 anos de Glenview, IL, por esta questão.
p>Posto: 1 de Maio de 2012