Como funciona uma bateria? [vídeo]

O engenheiro Bill Hammack é bastante conhecido no YouTube por seu canal chamado The Engineer Guy, no qual explica o funcionamento de diversos dispositivos. Em seu vídeo mais recente, ele mostra como funciona uma bateria, dessas que estão presentes em nosso dia a dia em diversos tipos de aparelhos.

A crescente quantidade de tecnologia da qual dependemos faz com que a energia portátil seja cada vez mais essencial. Existem diversos tipos de baterias e cada uma delas se adapta melhor às necessidades de um tipo de aparelho. Entretanto, o modelo mais tradicional continua sendo o de baterias automotivas.

Entendendo o funcionamento

Se você entender como funciona uma bateria automotiva, poderá entender como qualquer outro modelo gerador de energia funciona e ainda descobrir por que não é utilizado sempre o mesmo modelo nos diferentes tipos de baterias que existem.

(Fonte da imagem: Reprodução/YouTube)

O exemplo utilizado por Bill Hammack é uma bateria de motocicleta. A primeira coisa que você pode perceber ao segurar uma delas é que elas são pesadas. Hermeticamente embaladas com folhas de óxido de chumbo, todas elas são muito densas.

No exemplo, são mostradas uma placa de chumbo e uma placa de óxido de chumbo, ambas retiradas de uma bateria, e colocadas em ácido sulfúrico. Quando os conectores são plugados, uma luz de LED se acende graças a uma corrente que vai do cátodo de óxido de chumbo para o ânodo de chumbo. Em outras palavras, o chumbo libera elétrons que são aceitos pelo óxido de chumbo. Essa reação química é a base de qualquer bateria.

Energia x potência

Basicamente, as baterias são otimizadas para ter alta densidade de energia ou alta densidade de potência. A potência depende da maneira como a energia consegue se expandir, já o acúmulo de energia depende da resistência interna da bateria.

(Fonte da imagem: Reprodução/YouTube)

Quando uma bateria é descarregada, o sulfato de chumbo começa a se espalhar entre as placas com e sem óxido. Se isso acontecer em uma escala muito grande, você nunca mais será capaz de recarregar a bateria novamente. Isso explica, em linhas gerais, por que cada tipo de aplicação requer uma bateria diferente.

Cada dispositivo tem as suas próprias necessidades, e uma característica que é ideal para alguns pode não ser a mais adequada para outros. Por isso, é preciso saber como balancear as possibilidades de potência e armazenamento. Muita potência no local errado pode fazer com que a bateria exploda ou acabe muito rápido. Muita energia acumulada pode fazer com que ela não resista e acabe, da mesma forma, explodindo.

Alguns exemplos de uso

Leve em consideração a bateria de um carro. Ela necessita de muita potência para que o veículo possa ser iniciado e entre em movimento, mas uma vez que isso acontece já não é mais necessária tanta energia assim. Ela tem potência, mas não precisa acumular grandes quantidades de energia.

(Fonte da imagem: Reprodução/YouTube)

Já no caso de uma bateria de painel solar, por exemplo, a situação é oposta. Não há necessidade de potência, e sim de capacidade de armazenamento de calor externo, que possa ser gasto de forma lenta durante períodos em que não haja recebimento de energia.

Os modelos energéticos usados até hoje são os mesmos adotados no início do uso das primeiras baterias, criadas no século XIX. Nenhum outro material se mostrou tão eficaz quanto os citados acima e, mesmo para a tecnologia atual, ainda é um desafio encontrar maneiras energéticas mais eficientes para esses dispositivos.

Fonte: YouTube | The Engineer Guy