Você provavelmente já passou por isso.
Seu telefone emite seu último e melancólico "bipe"
e apaga no meio de sua ligação.
Nesse momento, talvez você sinta mais vontade de jogar sua bateria longe
e dizer-lhe “palavras amáveis”,
mas as baterias são um triunfo da ciência.
Elas permitem que smartphones e outras tecnologias existam
sem que fiquemos presos a um trançado infernal de cabos de energia.
Mesmo assim, até as melhores baterias descarregam-se diariamente,
perdendo carga lentamente, até que finalmente se acabam.
Mas por que isso acontece
e, antes de mais nada, como nossas baterias armazenam tanta energia?
Tudo começou nos anos 1780, com dois cientistas italianos,
Luigi Galvani e Alessandro Volta,
e um sapo.
Diz a lenda que, enquanto Galvani estudava a perna de uma rã,
ele roçou um instrumento de metal contra um dos nervos da perna da rã,
fazendo com que seus músculos tivessem um espasmo.
Galvani chamou isso de eletricidade animal,
acreditando que um tipo de eletricidade ficasse armazenado na essência da vida.
Mas Volta discordou,
argumentando que foi o próprio metal que fez a perna se contorcer.
Por fim, o debate terminou com a inovadora experiência de Volta.
Ele testou sua ideia com uma pilha de camadas alternadas de zinco e cobre,
separadas por papel ou tecido, embebidos em uma solução de água salgada.
O que aconteceu na pilha de Volta
é algo que hoje os químicos chamam de oxidação e redução.
O zinco oxida, ou seja, ele perde elétrons,
que, por sua vez, são absorvidos por íons na água, num processo chamado de redução,
produzindo o gás hidrogênio.
Volta ficaria chocado com o resultado final.
Ele achou que a reação estivesse ocorrendo no cobre,
e não na solução.
No entanto, hoje honramos a descoberta de Volta
ao chamarmos "volt" nossa unidade-padrão de potencial elétrico.
Esse ciclo de oxidação-redução
gera um fluxo de elétrons entre duas substâncias
e, se você colocar uma lâmpada ou um aspirador de pó entre as duas,
eles receberão energia.
Desde o início do século 18, os cientistas melhoram o projeto de Volta.
Eles substituíram a solução química por pilhas secas com uma pasta química,
mas o princípio é o mesmo.
Um metal se oxida, liberando elétrons que realizam trabalho
antes de serem absorvidos
por uma substância que sofrerá redução.
Mas qualquer bateria tem uma quantidade finita de metal
e, quando a maior parte dele se oxida, a bateria acaba.
As baterias recarregáveis nos dão uma solução temporária para esse problema,
tornando reversível o processo de oxidação-redução.
Os elétrons podem fazer o mesmo caminho, na direção oposta,
com a aplicação de eletricidade.
Um carregador conectado a uma tomada na parede usa a energia,
fazendo com que a reação regenere o metal,
deixando mais elétrons disponíveis para oxidação
na próxima vez em que precisar deles.
Mas até baterias recarregáveis não duram para sempre.
Com o tempo, a repetição desse processo causa imperfeições
e irregularidades à superfície do metal, o que faz com que não oxide adequadamente.
Os elétrons não ficam mais disponíveis para fluírem por um circuito
e a bateria acaba.
Algumas baterias recarregáveis comuns
acabarão após apenas centenas de ciclos de carga e descarga,
enquanto baterias novas e avançadas podem durar e funcionar por milhares.
As baterias do futuro talvez serão folhas leves e finas
que operarão sob os princípios da física quântica
e durarão por centenas de milhares de ciclos de carga.
Até que os cientistas encontrem uma forma de aproveitar o movimento
para recarregar sua bateria de celular, como os carros fazem,
ou ponham painéis solares em algum lugar em seu aparelho,
conectar seu carregador a uma tomada na parede
em vez de gastar uma bateria para carregar outra
é sua melhor opção para evitar o "bipe" fatal.