Baterias como fontes alternativas de energia

Este curso gratuito aborda os fundamentos das baterias, que são dispositivos que consistem em várias células eletroquímicas que criam corrente elétrica a partir da energia química armazenada. Este curso demonstra que as baterias são muito mais e podem ser uma opção alternativa para fontes de energia e podem afastar as pessoas dos combustíveis fósseis. Também analisamos as convenções de sinalização de baterias e como elas funcionam. A primeira parte do curso se concentra nas diferentes partes da bateria: um eletrodo positivo (ou 'cátodo'), um eletrodo negativo (ou 'ânodo') e eletrólitos que permitem que os íons se movam entre os dois para permitir que a corrente flua para fora da bateria. Também comparamos baterias “primárias” não recarregáveis com baterias “secundárias” recarregáveis e examinamos a série eletroquímica chamada “redução-oxidação”

O curso então investiga o procedimento padrão para testar e comparar baterias e a relevância do C-Rate para o procedimento de teste. Explicamos uma constante criada pelos fabricantes e que depende dos miliamperes-hora especificados na bateria. Essa constante é usada para identificar o quanto uma bateria deve ser carregada sem danificá-la. Estudamos as curvas de carga e descarga, que descrevem o comportamento da tensão da bateria em relação ao tempo em horas de carga ou descarga em taxas normais. Em seguida, vêm as curvas de polarização, que mostram a interdependência entre o potencial do eletrodo e a intensidade da corrente e sua importância em relação à tecnologia da bateria. O curso então passa para baterias de íon de lítio mais novas, que usam um ânodo 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 maior, e detalhamos cada uma delas. Em seguida, estabelecemos as vantagens das baterias de íon-lítio sobre suas contrapartes de metal de lítio.

Finalmente, discutimos os conceitos de 'galvanização', 'decapagem' e 'sanduicheização'. Identificamos vários tipos de baterias em termos de forma, química e significado. As baterias podem ser feitas de diversos materiais e minerais: baterias de poliácido, níquel-ferro, níquel-cádmio, hidreto metálico de níquel e íon-lítio, que podem ser carregadas sem precisar estar totalmente descarregadas. As baterias de íon-lítio têm altas densidades de capacidade e são uma das baterias mais comercializadas em todo o mundo. Há uma grande variedade de baterias, desde células em miniatura usadas em aparelhos auditivos e relógios de pulso até versões do tamanho de uma sala que fornecem energia de reserva para centrais telefônicas e computadores de data center. Analisamos as baterias do ponto de vista químico e listamos e discutimos as vantagens e desvantagens de cada tipo. Este curso é destinado a qualquer pessoa que queira pesquisar baterias como fontes alternativas de energia. É particularmente útil para aqueles que desejam estudar a melhoria dos processos de conversão eletroquímica para o tratamento das possíveis consequências ambientais dos resíduos. Podemos ajudar qualquer pessoa que queira saber mais sobre essa forma limpa e renovável de armazenamento e criação de energia que pode preservar o meio ambiente e, ao mesmo tempo, alimentar a indústria