Baterias como Fontes de Energia Alternativa

Este curso gratuito abrange os fundamentos das baterias, que são dispositivos constituídos por múltiplas células eletroquímicas que criam corrente elétrica a partir de energia química armazenada. Este curso demonstra que as baterias são muito mais e podem ser uma opção alternativa para as fontes de energia e podem desmamar as pessoas a partir de combustíveis fósseis. Também vamos por cima de convenções de sinais de bateria e como eles funcionam. A primeira parte do curso focaliza as diferentes partes da bateria: um eletrodo positivo (ou 'cátodo'), um eletrodo negativo (ou 'anode') e eletrólitos que permitem que os íons se movem entre os dois para permitir que corrente flua para fora da bateria. Também comparamos as "primárias" não recarregáveis para recarregáveis baterias "secundárias" e examinamos a série eletroquímica chamada de "redução-oxidação".

O curso então se delira no procedimento padrão para testar e comparar baterias e a relevância de C-Rate para o procedimento de teste. Explicamos uma constante que é criada pelos fabricantes e depende do miliamp-horas especificado na bateria. Essa constante é usada para apontar o quanto uma bateria deve ser carregada sem danificar. Estudamos curvas de carga e descarga, que descrevem o comportamento da tensão da bateria com relação ao tempo em horas de carga ou descarga a taxas normais. Em seguida vêm curvas de polarização, que mostram a interdependência entre o potencial do eletrodo e a intensidade de corrente e seu significado com relação à tecnologia da bateria. O curso então se move para baterias de lítio-íon mais recentes, que usam um anode de grafite e um cátodo de óxido de cobalto para permitir densidades de alta capacidade. As baterias de metal de lítio facilitam uma maior densidade de energia e uma taxa de descarga muito mais elevada e quebramos cada uma em detalhes. Estabelecemos, então, as vantagens das baterias de lítio-íon sobre suas contrapartes de metal de lítio.

Finalmente, discutimos os conceitos de 'plating', 'pickling' e 'sandwiching '. Identificamos vários tipos de bateria em termos de forma, química e significado. As baterias podem ser feitas de muitos materiais e minerais diferentes: poli-ácido, níquel-ferro, níquel-cádmio, hidreto de metal níquel e baterias de íons de lítio-íon, que podem ser carregadas sem ter de ser totalmente dispensado. As baterias de lítio-íon possuem densidades de alta capacidade e são uma das baterias mais comercializadas no mundo todo. Há uma grande variedade de baterias, de células em miniatura usadas em aparelhos auditivos e relógios de pulso a versões de tamanho de quarto que fornecem energia de backup a centrais telefônicas e computadores de centro de dados. Analisamos baterias a partir de uma perspectiva química e listamos e discutamos as vantagens e desvantagens de cada tipo. Este curso é voltado para qualquer pessoa que queira pesquisar baterias como fontes de energia alternativas. É particularmente útil para aqueles que querem estudar a melhoria dos processos de conversão eletroquímica para o tratamento das possíveis consequências ambientais dos resíduos. Podemos ajudar quem quiser saber mais sobre essa forma limpa e renovável de armazenamento e criação de energia que pode preservar o meio ambiente enquanto a indústria de energia.