{"id":132623,"date":"2020-08-24T13:00:46","date_gmt":"2020-08-24T16:00:46","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=132623"},"modified":"2020-08-24T13:47:44","modified_gmt":"2020-08-24T16:47:44","slug":"como-a-fruta-mais-fedida-do-mundo-pode-ajudar-a-gerar-energia-para-seu-telefone","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/como-a-fruta-mais-fedida-do-mundo-pode-ajudar-a-gerar-energia-para-seu-telefone\/","title":{"rendered":"Como a fruta mais fedida do mundo pode ajudar a gerar energia para seu telefone"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Elas s\u00e3o o cora\u00e7\u00e3o da tecnologia port\u00e1til moderna. As baterias de \u00edon de l\u00edtio transformaram nossa capacidade de armazenar e transportar energia e, por sua vez, revolucionaram os dispositivos que usamos.<\/p>\n

Comercializadas pela Sony em 1991, quando a empresa buscava uma solu\u00e7\u00e3o para a dura\u00e7\u00e3o limitada da bateria de suas c\u00e2meras de v\u00eddeo port\u00e1teis, elas fornecem energia a muitos dos gadgets que usamos hoje – de smartphones e laptops a escovas de dente el\u00e9tricas e aspiradores de p\u00f3 de m\u00e3o. No fim do ano passado, os tr\u00eas cientistas por tr\u00e1s de sua inven\u00e7\u00e3o ganharam o Pr\u00eamio Nobel de Qu\u00edmica por possibilitar essa revolu\u00e7\u00e3o t\u00e9cnica.<\/p>\n

E nossa necessidade por elas s\u00f3 tende a crescer. Os ve\u00edculos el\u00e9tricos dependem de baterias de \u00edon-l\u00edtio como um substituto para os combust\u00edveis f\u00f3sseis que usamos atualmente para abastecer nossos carros. Como as fontes de energia renov\u00e1veis constituem a maior parte do suprimento de eletricidade em todo o mundo, \u00e9 prov\u00e1vel que sejam necess\u00e1rios enormes bancos de baterias para armazenar o excesso de energia quando o vento n\u00e3o sopra ou o Sol n\u00e3o est\u00e1 brilhando.<\/p>\n

\"Ve\u00edculoDireito de imagem<\/span>ALAMY<\/span><\/span>Image caption<\/span>Demanda por baterias de maior dura\u00e7\u00e3o, capazes de armazenar mais carga, provavelmente aumentar\u00e1 \u00e0 medida que mais ve\u00edculos tradicionais sejam substitu\u00eddos por el\u00e9tricos<\/span><\/p>\n

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Em todo o mundo, mais de 7 bilh\u00f5es de baterias de \u00edon-l\u00edtio s\u00e3o vendidas a cada ano e espera-se que esse n\u00famero cres\u00e7a para mais de 15 bilh\u00f5es at\u00e9 2027.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Mas, como sabemos por nossos telefones, que armazenam cada vez menos energia \u00e0 medida que envelhecem, as baterias de \u00edon de l\u00edtio apresentam limita\u00e7\u00f5es. Com o tempo, sua capacidade de reter uma carga diminui, o que significa que elas armazenam menos energia.<\/p>\n

Em climas extremamente quentes ou frios, seu desempenho tamb\u00e9m cai. E tamb\u00e9m existem preocupa\u00e7\u00f5es em torno de sua seguran\u00e7a e sustentabilidade – elas podem pegar fogo e explodir sob certas condi\u00e7\u00f5es, enquanto a minera\u00e7\u00e3o dos metais necess\u00e1rios para fabric\u00e1-las tem um alto custo social e ambiental.<\/p>\n

Isso vem estimulando cientistas de todo o mundo a tentar desenvolver novos tipos de bateria que possam superar esses obst\u00e1culos. Ao aproveitar uma variedade de materiais, de diamantes a frutas super fedidas, eles esperam encontrar novas maneiras de impulsionar as tecnologias do futuro.<\/p>\n

As baterias de \u00edon-l\u00edtio funcionam permitindo que part\u00edculas (\u00edons) de l\u00edtio carregadas movam eletricidade de uma extremidade \u00e0 outra, passando por um eletr\u00f3lito l\u00edquido no meio. Uma das coisas que torna as baterias de \u00edon de l\u00edtio t\u00e3o atraentes \u00e9 sua “densidade de energia” – a energia m\u00e1xima que uma bateria pode armazenar proporcionalmente a seu volume – que \u00e9 uma das mais altas de qualquer bateria dispon\u00edvel comercialmente no mercado. Elas tamb\u00e9m podem fornecer tens\u00f5es mais altas do que outras tecnologias de bateria.<\/p>\n

As baterias s\u00e3o essencialmente feitas de tr\u00eas componentes principais – um eletrodo negativo (\u00e2nodo), um eletrodo positivo (c\u00e1todo) e um eletr\u00f3lito entre eles. As fun\u00e7\u00f5es dos eletrodos alternam entre c\u00e1todo e \u00e2nodo, dependendo se a bateria est\u00e1 carregando ou descarregando.<\/p>\n

Em baterias de \u00edon de l\u00edtio, o c\u00e1todo \u00e9 normalmente feito de um \u00f3xido de metal e outro metal. Ao carregar, os \u00edons de l\u00edtio e el\u00e9trons se movem do c\u00e1todo para o \u00e2nodo, onde s\u00e3o “armazenados” como potencial eletroqu\u00edmico. Isso ocorre por meio de uma s\u00e9rie de rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas no eletr\u00f3lito que s\u00e3o acionadas pela energia el\u00e9trica que flui do circuito de carga.<\/p>\n

Quando uma bateria est\u00e1 em uso, os \u00edons de l\u00edtio fluem na dire\u00e7\u00e3o oposta do \u00e2nodo para o c\u00e1todo atrav\u00e9s do eletr\u00f3lito, enquanto os el\u00e9trons fluem atrav\u00e9s do circuito el\u00e9trico do dispositivo em que a bateria est\u00e1 instalada, fornecendo energia.<\/p>\n

Ao longo dos anos, ajustes nos materiais usados no c\u00e1todo e no \u00e2nodo ajudaram a melhorar a capacidade e a densidade de energia das baterias de \u00edons de l\u00edtio, mas as melhorias mais substanciais foram na queda do custo das baterias.<\/p>\n

“Chegou a um ponto em que a qu\u00edmica desenvolvida 35 anos atr\u00e1s se estabilizou”, diz Mauro Pasta, professor-associado de materiais da Universidade de Oxford, no Reino Unido, e l\u00edder de projeto na The Faraday Institution, que est\u00e1 trabalhando na pr\u00f3xima fase das baterias de \u00edon-l\u00edtio.<\/p>\n

Seu objetivo \u00e9 aumentar a densidade de energia das baterias de \u00edon de l\u00edtio e, ao mesmo tempo, ampliar sua efici\u00eancia para que n\u00e3o percam energia com cargas e descargas repetidas.<\/p>\n

Para fazer isso, o professor Pasta est\u00e1 focado em substituir o fluido eletrol\u00edtico altamente inflam\u00e1vel encontrado em baterias de \u00edon-l\u00edtio modernas por um s\u00f3lido feito de cer\u00e2mica. O uso de um s\u00f3lido reduz o risco de combust\u00e3o de eletr\u00f3litos no caso de uma c\u00e9lula curta ou inst\u00e1vel, que estava por tr\u00e1s do recall de 2017 da Samsung de 2,5 milh\u00f5es de Galaxy Note 7s ap\u00f3s uma s\u00e9rie de inc\u00eandios por problemas na bateria.<\/p>\n

Isso \u00e9 importante para a seguran\u00e7a do usu\u00e1rio e de seu entorno, pois at\u00e9 mesmo o eletr\u00f3lito de gel de pol\u00edmero encontrado na maioria de nossos eletr\u00f4nicos port\u00e1teis ainda \u00e9 inflam\u00e1vel.<\/p>\n

Essa bateria de estado s\u00f3lido tamb\u00e9m possibilita o uso de metal de l\u00edtio denso em vez do \u00e2nodo de grafite, o que aumenta significativamente a quantidade de energia que pode armazenar no processo. Neste sentido, pode ter implica\u00e7\u00f5es enormes no futuro dos autom\u00f3veis.<\/p>\n

No momento, todo ve\u00edculo el\u00e9trico cont\u00e9m o equivalente a milhares de baterias de iPhone. Como os ve\u00edculos el\u00e9tricos parecem destinados a substituir aqueles movidos a combust\u00edveis f\u00f3sseis em muitos pa\u00edses nos pr\u00f3ximos anos, a mudan\u00e7a para baterias de estado s\u00f3lido significaria viagens mais longas e mais tempo entre as recargas.<\/p>\n

Nossa sede por bateria s\u00f3 tende a crescer nos pr\u00f3ximos anos, ao passo que cada vez mais meios de transporte se tornam el\u00e9tricos e a variedade de parafern\u00e1lias eletr\u00f4nicas port\u00e1teis em nossas vidas s\u00f3 aumenta. Sendo assim, devemos procurar alternativas ao l\u00edtio que possam diminuir o impacto no meio ambiente?<\/p>\n

\"SalinasDireito de imagem<\/span>REUTERS<\/span><\/span>
Image caption<\/span>Muito do l\u00edtio do mundo \u00e9 extra\u00eddo das enormes salinas da Am\u00e9rica do Sul, mas o processo usa grandes quantidades de \u00e1gua<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

A regi\u00e3o do “Tri\u00e2ngulo de L\u00edtio” dos Andes – que inclui partes da Argentina, Bol\u00edvia e Chile – cont\u00e9m pouco mais da metade dos recursos naturais mundiais do metal. Mas extra\u00ed-lo requer \u00e1gua – muita \u00e1gua. Na regi\u00e3o do Salar de Atacama, no Chile, cerca de 1 milh\u00e3o de litros de \u00e1gua s\u00e3o usados no processo de minera\u00e7\u00e3o para produzir apenas 900 kg de l\u00edtio. O processo envolve a purifica\u00e7\u00e3o dos sais ricos em metais dissolvendo-os progressivamente em \u00e1gua, filtrando e evaporando a salmoura at\u00e9 que o sal de l\u00edtio puro seja obtido. \u00d3rg\u00e3os ambientais administrados pelo governo chileno, no entanto, alertaram que a minera\u00e7\u00e3o de metais – principalmente de l\u00edtio e cobre – na regi\u00e3o est\u00e1 usando mais \u00e1gua do que \u00e9 substitu\u00edda por neve e chuva.<\/p>\n

Para contornar isso, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe est\u00e3o trabalhando em baterias que usam diferentes metais no \u00e2nodo, como c\u00e1lcio ou magn\u00e9sio. O c\u00e1lcio \u00e9 o quinto elemento mais abundante na crosta terrestre e \u00e9 improv\u00e1vel que sofra dos mesmos problemas de abastecimento que o l\u00edtio, mas as pesquisas para melhorar o desempenho das baterias que o utilizam ainda est\u00e3o engatinhando. O magn\u00e9sio tamb\u00e9m apresenta resultados iniciais promissores, principalmente em termos de densidade energ\u00e9tica, e h\u00e1 planos de comercializa\u00e7\u00e3o no futuro.<\/p>\n

Mas h\u00e1 quem esteja buscando alternativas em materiais mais amplamente dispon\u00edveis, incluindo a madeira, por exemplo.<\/p>\n

Liangbing Hu, diretor do Centro de Inova\u00e7\u00e3o de Materiais da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, construiu recentemente uma bateria usando peda\u00e7os de madeira porosos e furados como eletrodos, dentro dos quais \u00edons met\u00e1licos reagem para gerar uma carga el\u00e9trica. A madeira \u00e9 abundante, de baixo custo e leve, e apresenta alto potencial de desempenho em baterias. As baterias mais recentes foram produzidas ap\u00f3s anos de pesquisa sobre a capacidade desse material de armazenar energia, incluindo o revestimento de fibras de celulose de madeira em estanho.<\/p>\n

Como a madeira evoluiu naturalmente para ser perme\u00e1vel aos nutrientes conforme eles s\u00e3o transportados pela planta, o material faz eletrodos com a capacidade de armazenar \u00edons de metal sem o risco de se espandir ou encolher perigosamente, como pode ocorrer com os eletrodos de bateria de \u00edon de l\u00edtio.<\/p>\n