Curiosidades: A Invenção da Bateria foi Graças à um Experimento com Sapo

Em 1780, o físico, médico, biólogo e filósofo italiano Luigi Galvani estava dissecando um sapo preso a um gancho de latão. Quando ele tocou a perna do sapo com um bisturi de ferro, a perna se contraiu. Luigi Galvani teorizou que a energia vinha da própria perna, mas seu colega cientista, Alessandro Volta, acreditava no contrário.

Alessandro Volta levantou a hipótese de que os impulsos das pernas do sapo eram na verdade causados por diferentes metais embebidos em um líquido. Ele repetiu o experimento usando um pano embebido em salmoura em vez de um cadáver de sapo, o que resultou em uma voltagem semelhante. Volta publicou suas descobertas em 1791 e mais tarde criou a primeira bateria, a pilha voltaica, em 1800.

A pilha de Alessandro Volta teve dois grandes problemas: o peso da pilha fez com que o eletrólito vazasse do tecido, e as propriedades químicas particulares dos componentes resultaram em uma vida útil muito curta (cerca de uma hora).

Os próximos duzentos anos seriam gastos aperfeiçoando o projeto de Alessandro Volta e resolvendo esses problemas.

Melhorias na Pilha Voltaica

William Cruickshank, da Escócia, resolveu o problema do vazamento colocando a pilha voltaica na horizontal para formar a “bateria da calha”.

O segundo problema, vida útil curta, foi causado pela degradação do zinco devido a impurezas e acúmulo de bolhas de hidrogênio no cobre. Em 1835, William Sturgeon descobriu que tratar o zinco com mercúrio evitaria a degradação.

O químico britânico John Frederic Daniell usou um segundo eletrólito que reagiu com o hidrogênio, evitando o acúmulo no cátodo de cobre. A bateria de dois eletrólitos de Daniell, conhecida como “célula de Daniell”, se tornaria uma solução muito popular para fornecer energia às novas redes de telégrafo.

A primeira bateria recarregável

Em 1859, o físico francês Gaston Planté criou uma bateria usando duas folhas enroladas de chumbo submersas em ácido sulfúrico. Ao inverter a corrente elétrica através da bateria, a química retornaria ao seu estado original, criando assim a primeira bateria recarregável.

Mais tarde, em 1881, Camille Alphonse Faure melhorou o projeto de Planté, formando as folhas de chumbo em placas. Este novo design tornou as baterias mais fáceis de fabricar, e a bateria de chumbo-ácido foi amplamente utilizada em automóveis.

A Bateria Seca(Dry Cell)

Até o final de 1800, o eletrólito nas baterias estava em estado líquido. Isso tornou o transporte de baterias perigoso, e a maioria das baterias nunca foi projetada para ser movida uma vez conectada ao circuito.

Em 1866, Georges Leclanché criou uma bateria usando um ânodo de zinco, um cátodo de dióxido de manganês e uma solução de cloreto de amônio para o eletrólito. Enquanto o eletrólito na célula de Leclanché ainda era um líquido, a química da bateria provou ser um passo importante para a invenção da célula seca.

Carl Gassner descobriu como criar uma pasta eletrolítica de cloreto de amônio e gesso. Ele patenteou a nova bateria “dry cell” em 1886 na Alemanha.

Essas novas células secas, comumente chamadas de “baterias de zinco-carbono”, foram produzidas em massa e se mostraram extremamente populares até o final da década de 1950. Embora o carbono não seja usado na reação química, ele desempenha um papel importante como condutor elétrico na bateria de zinco-carbono.

Na década de 1950, Lewis Urry, Paul Marsal e Karl Kordesch da empresa Union Carbide (mais tarde conhecida como “Eveready” e depois “Energizer”) substituíram o eletrólito de cloreto de amônio por uma substância alcalina, baseada na química da bateria formulada por Waldemar Jungner em 1899. As pilhas alcalinas secas podiam armazenar mais energia do que as pilhas de zinco-carbono do mesmo tamanho e tinham uma vida útil mais longa.

As baterias alcalinas aumentaram em popularidade na década de 1960, ultrapassaram as baterias de zinco-carbono e, desde então, tornaram-se a célula primária padrão para uso do consumidor.

Mais Sobre Baterias Recarregáveis

Na década de 1970, a COMSAT desenvolveu a bateria de níquel-hidrogênio para uso em satélites de comunicação. Essas baterias armazenam hidrogênio em uma forma gasosa e pressurizada. Muitos satélites feitos pelo homem, como a Estação Espacial Internacional, ainda dependem de baterias de níquel-hidrogênio.

A pesquisa de várias empresas desde o final da década de 1960 resultou na criação da bateria de níquel-hidreto metálico (NiMH). As baterias NiMH foram lançadas para o mercado consumidor em 1989 e forneceram uma alternativa menor e mais barata às células recarregáveis de níquel-hidrogênio.

A Asahi Chemical do Japão construiu a primeira bateria de íons de lítio em 1985, e a Sony criou a primeira bateria comercial de íons de lítio em 1991. No final da década de 1990, um invólucro macio e flexível foi criado para baterias de íons de lítio e deu origem ao “polímero de lítio” ou bateria “LiPo”.

As reações químicas na bateria de polímero de lítio são essencialmente as mesmas da bateria de íons de lítio

Fonte: sparkfun