Baterias: história e evolução da tecnologia com o passar do tempo

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As pilhas e baterias são Forças Eletromotrizes, e são geradores de tensão e energia como são armazenadores ou acumuladores ou, “fisicamente falando”, elas são sistemas que através de reações e conversões químicas, transformam energia através de Oxidação Redução, movimentando elétrons por um circuito elétrico externo.

Existem registros de que baterias foram criadas por iranianos há mais de dois milênios atrás.

Os sistemas utilizados por eles eram de jarros de argila, que continham finos cilindros de cobre e um bastão de ferro dentro.

Para gerar energia, eram utilizados ácidos comuns como suco de limão ou vinagre. Desde então, a energia veio sendo gerada de diversas formas e armazenada de diversas maneiras também.

História das baterias

Capacitores

O termo “bateria” foi introduzido nos estudos por Benjamin Franklin, em 1748, quando mencionava a respeito de capacitores, no sentido de um conjunto de capacitores conectados formando uma bateria.

Os primeiros “acumuladores de energia” foram gerados para poder testar cargas em experimentos químicos. Eles foram os capacitores que são compostos por placas metálicas, paralelas, as quais são separadas por um isolante.

Pilhas Voltaicas

ilustração que mostra o esquema de funcionamento de uma pilha voltaica

Começaremos com o ano de 1800, e a chamada Pilha Voltaica, criada pelo físico italiano Alessandro Volta. Essa pilha possibilitou que os estudiosos aplicassem eletricidade em seus experimentos químicos.

Sua energia provém da conversão da energia química para a elétrica, a partir de um processo que funciona a partir de um par de discos de cobre e zinco, os quais são empilhados na vertical e separados por uma camada de pano ou papelão encharcados de uma solução salina.

Essa pilha perde pouca carga e sua corrente elétrica é contínua. Porém, não produz tensão suficiente para gerar fagulhas e dura muito pouco, no máximo uma hora.

Pilhas de Daniell

Ilustração em preto e branco sobre o funcionamento da pilha de Daniell

Surgiu em 1836, criada pelo químico Britânico John Frederic Daniell.
Ela funciona a partir de uma folha de zinco imersa em sulfato de zinco em uma vasilha de barro poroso.

Essa vasilha é imersa em um pote de cobre com solução de sulfato de cobre. Com o tempo o cobre preenche os poros da vasilha, e reduzia sua vida útil.

A pilha de Daniell operou a 1,1 volt e foi utilizada em grande escalas nas redes de telégrafos, até ser substituída em 1960. Foi revolucionária para a época.

Pilhas de Grove

Ilustração colorida que mostra o funcionamento da Pilha de Grove

Foi criada em 1844 por William Robert Grove, físico e juiz galês. Ela é considerada até hoje a fonte de energia do futuro. Grove foi responsável em desenvolver a primeira célula de combustível do mundo.

Era feita com uma placa de zinco imersa em ácido sulfúrico, separada por uma barreira porosa de outra solução, feita de uma placa de platina imersa em ácido nítrico.

Essa Pilha liberava uma corrente alta, com quase o dobro da tensão da Pilha de Daniell. Porém, liberava uma fumaça tóxica de óxido nítrico. Foi a bateria preferida da rede americana de telégrafos.

Baterias de Chumbo – Ácido: A Primeira Pilha Recarregável

Ilustração colorida que mostra o funcionamento da bateria de chumbo e ácido

Foi utilizada a primeira vez em 1859, criada pelo físico francês, Gaston Planté.

Uma célula constituída por uma placa de óxido de chumbo e outra de chumbo metálico, imersas em ácido sulfúrico, produzindo sulfato de chumbo.

Esse sistema é muito pesado para pequenos aparelhos. É o mais utilizado em baterias de carro, no breaks e iluminações de emergência.

Células de Gravidade

Ilustração preta e branca que mostra o funcionamento da Célula de Gravidade

Surgiu na década de 60, por um Francês chamado Callaud, e seu nome e especialidades foram desconhecidos.

Uma peça de cobre é colocada no fundo de uma jarra de zinco e suspensa a baixo da borda.

Cristais de sulfato de cobre são espalhados em volta da peça de cobre e a jarra é preenchida com água destilada. A partir da energia gerada, formam-se soluções se sulfato de zinco no topo.

É o modelo que também tem sucesso na rede de telégrafos, e é uma variação da Pilha de Daniell, porém com uma corrente mais elevada.

Pilhas de Leclanché

Ilustração preta e branca que mostra o funcionamento da Pilha de Leclanché

Foi criada em 1866, e como diz o nome, pelo engenheiro elétrico francês, Georges Leclanché.

Funciona a base de um cilindro de zinco, envolvido por um tipo de papel poroso e com manganês em pó, imersos em uma solução de cloreto de amônio, e zinco.

Essa foi a precursora da pilha seca, e foi aplicada também em redes de telégrafos, em sinaleiros, sinos elétricos e nos primeiros telefones.

Pilhas de Zinco – Carbono: A Primeira bateria Seca

Ilustração colorida que mostra o funcionamento da pilha de zinco e carbono

Em 1886 surgiu a primeira bateria seca, por Carl Gassner, um inventor Alemão.

Ela foi gerada com cloreto de amônio com gesso, criando uma pasta junto do cloreto de zinco. Foi utilizada em dispositivos portáteis, como lanternas.

Pilhas de Níquel – Cádmio: A primeira Bateria Alcalina

Pilha duracell em fundo branco

A inovadora e tão conhecida pelo efeito do vício das baterias, o efeito memória, foi criada.

A primeira pilha Alcalina da história surgiu em 1899, pelo cientista sueco Waldemar Jungner.

Formada pela placa positiva e negativa, no mesmo recipiente. A placa negativa é composta de cádmio metálico e a positiva coberta de hidróxido de níquel.

Ambas envoltas por uma solução de hidróxido de potássio, conhecida como “solução alcalina”.

Por serem baterias menores, foram utilizadas em tudo que é tipo de aparelho, como celulares, ferramentas, brinquedos, aplicações industriais, e etc.

Foram fabricadas de dois tipos: recarregável e não recarregável. E utilizamos ela até os dias de hoje!

Baterias de Lítio-Ion

Imagem colorida de uma bateria de lítio-ion

Depois de muito tempo, surgiu o novo modelo de bateria, formadas de Íons de Lítio.

Criada na década de 1970, por Manley Stanley Whitingham, um químico americano.

Sua placa positiva consiste em óxidos de cobalto e lítio depositados sobre uma lâmina de alumínio. A negativa, por carbeto de lítio depositado sobre uma lâmina de cobre, separados então por uma folha de material plástico poroso e embebido com uma solução orgânica de sais de lítio, enroladas em forma cilíndrica ou prismática.

Apesar do custo um pouco mais alto, é a melhor e a mais utilizada bateria atualmente, em dispositivos portáteis, telefones e notebooks.

Pilhas de Níquel – Hidrogênio

Ilustração preta e branca da Pilha de Níquel e Hidrogênio

Criada em 1977, pela empresa americana de telecomunicações COMSAT.

Funciona a base de uma placa de níquel conectada a uma célula de hidrogênio pressurizado, porém, separados por uma membrana de zircônio.

Ela é usada em satélites, sondas espaciais, e inclusive, é a bateria usada no Telescópio Espacial Hubble. Ela possui uma longa duração e é recarregável, ela pode durar 15 anos ou mais. Porém não é adequada para o uso popular devido ao seu custo.

Baterias de Lítio – Polímero

Imagem colorida de uma bateria de lítio polímero

Criada em 1979, por Michael Armand, químico francês. Essa bateria funciona igual a bateria de lítio íon, só que o separador plástico e o eletrólito foram substituídos por uma folha de polímero condutor de íons de lítio.

Isso melhorou a segurança da bateria, porém ainda é caro para a produção industrial.

Essa bateria foi usada e ainda é usada em carros elétricos, como o Autolib.

Baterias de Sódio – Cloreto de Níquel – ZEBRA – Zero Emission Batteries Research Activity

Ilustração preta e branca que mostra o funcionamento da Bateria de Sódio e Cloreto de Niquel

Essa bateria é utilizada nos veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia. Foi criada em 1982, pelo Dr. Johan Coetzer da Africa do Sul.

Ela é constituída por placas negativas de sódio e por placas positivas de cloreto de níquel. Para funcionar, precisa de temperaturas elevadas de 250 a 300 ºC. Seu material é abundantemente amigável com o meio ambiente.

Baterias de Níquel – Hidreto Metálico

Fotografia de uma bateria de níquel preta

A ultima até então, utilizada até os dias de hoje. Foi desenvolvida em 1989, pela empresa alemã de carros Daimler AG.

Essa bateria tem estrutura similar a de níquel cadmio, porém possui uma liga metálica que absorve hidrogênio ao invés de cadmio.

Ficam menos viciadas, porém descarregam mais rápido. São usadas em veículos elétricos e dispositivos portáteis.

Bom, fica aqui a evolução das baterias, porém existem muitas outras sendo estudadas e aplicadas no mercado com tentativas falha de sucesso, baterias a base de água, de hidrogênio e outras mil.

Então, vamos permanecer atentos às novas evoluções da tecnologia!

Agora que você conheceu a evolução da bateria, pode saber porque a sua não está tendo mais aquele bom desempenho, infelizmente ela pode estar no final de sua vida útil!

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4 Comentários


  1. Desculpa, mas as baterias só foram descobertas em 1800 por Alessandro Volta. Antes disso era totalmente desconhecida uma forma de armazenamento de energia elétrica.


  2. Olá Anderson,

    Conforme mencionamos no texto começamos a explicar a partir do ano de 1800, apenas citamos que Benjamin Franklin, em 1748 deu um pontapé inicial para criar os primeiros “acumuladores de energia” que ainda não eram exatamente baterias.

    Mas agradecemos sua contribuição! Obrigado por participar!


  3. Bom dia! Adorei o artigo, onde encontro as referências? Obrigado.

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