O passado, o presente e o futuro da tecnologia de baterias

Jul 31, 2023

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Desde as primeiras descobertas da eletricidade, as baterias evoluíram para a espinha dorsal da tecnologia moderna, com inovações de ponta que continuam a surgir hoje. As baterias permitiram a eletrificação do mundo, revolucionando as indústrias e libertando o potencial tecnológico.

Mas o que são e como funcionam? Como eles mudaram ao longo da história? Como serão no futuro? Vamos dar uma olhada.

Simplificando, o mundo moderno como o conhecemos não seria possível sem baterias. Desde dispositivos que sustentam a vida, como marca-passos, até celulares, as baterias alimentam muitos dispositivos eletrônicos portáteis ao seu redor.

Eles também encontraram aplicações nas últimas décadas em veículos elétricos e são considerados uma “bala de prata” para o futuro dos sistemas de armazenamento de energia renovável. Eles fornecem uma fonte conveniente e portátil de energia elétrica, permitindo-nos permanecer conectados, trabalhar de forma eficiente e podem tornar possível um futuro mais sustentável quando recarregados com energia renovável.

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Sua utilidade vem da capacidade de armazenar e fornecer energia elétrica sob demanda. Isso nos permite utilizar dispositivos e equipamentos mesmo em locais sem fornecimento de energia consistente. Além disso, as baterias são cruciais para a utilização fora da rede, pois permitem fornecer eletricidade em áreas isoladas. Eles são vitais na resposta a desastres, pois fornecem fontes alternativas de energia para instalações importantes, como hospitais, sistemas de comunicação e iluminação de emergência.

As inovações na tecnologia de baterias estão impulsionando o progresso em vários setores. Os especialistas esforçam-se constantemente para melhorar o desempenho da bateria, aumentando a densidade de energia, reduzindo o tempo de carregamento e prolongando a vida útil geral. O progresso alcançado neste campo tem inúmeras vantagens, como a melhoria dos dispositivos eletrónicos para os clientes, a facilitação dos automóveis elétricos e a incorporação de fontes de energia renováveis ​​na rede elétrica.

Antes da invenção das baterias “verdadeiras” em meados do século 18, os experimentadores usavam “frascos de Leyden” para armazenar carga elétrica. Esses frascos eram uma versão inicial dos capacitores, que armazenavam fisicamente sua carga e a liberavam toda de uma vez, ao contrário das células eletroquímicas. Para aumentar a força da carga, os experimentadores conectaram muitos dos frascos.

Um desses experimentadores foi Benjamin Franklin, um inventor da América colonial que pode ter cunhado o termo "bateria eléctrica" ​​para descrever os seus dispositivos - uma brincadeira com o termo militar para armas que funcionam em conjunto.

No entanto, levaria mais alguns anos até que a verdadeira tecnologia das baterias começasse a se unir. No final do século 18, Luigi Galvani e Alessandro Volta conduziram experimentos com “pilhas voltaicas”, que são geralmente consideradas a primeira bateria reconhecida. Estes foram feitos alternando camadas de discos de zinco e cobre com camadas de papelão embebido em salmoura, produzindo um fluxo contínuo de eletricidade. A invenção de Volta abriu caminho para o desenvolvimento de baterias que pudessem armazenar e fornecer energia elétrica.

Durante o início de 1800, John Frederic Daniell criou uma bateria inovadora chamada "célula Daniell". Esta bateria usava soluções eletrolíticas separadas com eletrodos de cobre e zinco, reduzindo significativamente a resistência interna, melhorando a estabilidade e aumentando a eficiência. Provou ser uma fonte de energia confiável para redes telegráficas, tornando possível a comunicação de longa distância.

Em 1859, Gaston Planté criou uma invenção inovadora na história das baterias - a agora onipresente bateria de chumbo-ácido. A primeira bateria recarregável do mundo, utilizava eletrodos de chumbo e dióxido de chumbo que eram submersos em um eletrólito de ácido sulfúrico. Esta invenção foi revolucionária no armazenamento de energia, abrindo portas para o uso extensivo de baterias em diversos campos. Estes incluíam os primeiros veículos elétricos, bem como sistemas de energia estacionários.