How batteries work - Adam Jacobson

Como funcionam as baterias - Adam Jacobson

Tradutor: Leonardo Silva Revisor: Ruy Lopes Pereira

You probably know the feeling.

Você provavelmente já passou por isso.

Your phone utters its final plaintive "bleep"

Seu telefone emite seu último e melancólico "bipe"

and cuts out in the middle of your call.

e apaga no meio de sua ligação.

In that moment, you may feel more like throwing your battery across the room

Nesse momento, talvez você sinta mais vontade de jogar sua bateria longe

than singing its praises,

e dizer-lhe “palavras amáveis”,

but batteries are a triumph of science.

mas as baterias são um triunfo da ciência.

They allow smartphones and other technologies to exist

Elas permitem que smartphones e outras tecnologias existam

sem que fiquemos presos a um trançado infernal de cabos de energia.

without anchoring us to an infernal tangle of power cables.

Yet even the best batteries will diminish daily,

Mesmo assim, até as melhores baterias descarregam-se diariamente,

slowly losing capacity until they finally die.

perdendo carga lentamente, até que finalmente se acabam.

So why does this happen,

Mas por que isso acontece

e, antes de mais nada, como nossas baterias armazenam tanta energia?

and how do our batteries even store so much charge in the first place?

It all started in the 1780s with two Italian scientists,

Tudo começou nos anos 1780, com dois cientistas italianos,

Luigi Galvani and Alessandro Volta,

Luigi Galvani e Alessandro Volta,

and a frog.

e um sapo.

Diz a lenda que, enquanto Galvani estudava a perna de uma rã,

Legend has it that as Galvani was studying a frog's leg,

he brushed a metal instrument up against one of its nerves,

ele roçou um instrumento de metal contra um dos nervos da perna da rã,

making the leg muscles jerk.

fazendo com que seus músculos tivessem um espasmo.

Galvani called this animal electricity,

Galvani chamou isso de eletricidade animal,

believing that a type of electricity was stored in the very stuff of life.

acreditando que um tipo de eletricidade ficasse armazenado na essência da vida.

Mas Volta discordou,

But Volta disagreed,

arguing that it was the metal itself that made the leg twitch.

argumentando que foi o próprio metal que fez a perna se contorcer.

The debate was eventually settled with Volta's groundbreaking experiment.

Por fim, o debate terminou com a inovadora experiência de Volta.

He tested his idea with a stack of alternating layers of zinc and copper,

Ele testou sua ideia com uma pilha de camadas alternadas de zinco e cobre,

separated by paper or cloth soaked in a salt water solution.

separadas por papel ou tecido, embebidos em uma solução de água salgada.

What happened in Volta's cell is something chemists now call oxidation and reduction.

O que aconteceu na pilha de Volta

é algo que hoje os químicos chamam de oxidação e redução.

The zinc oxidizes, which means it loses electrons,

O zinco oxida, ou seja, ele perde elétrons,

which are, in turn, gained by the ions in the water in a process called reduction,

que, por sua vez, são absorvidos por íons na água, num processo chamado de redução,

producing hydrogen gas.

produzindo o gás hidrogênio.

Volta would have been shocked to learn that last bit.

Volta ficaria chocado com o resultado final.

He thought the reaction was happening in the copper,

Ele achou que a reação estivesse ocorrendo no cobre,

rather than the solution.

e não na solução.

No entanto, hoje honramos a descoberta de Volta

None the less, we honor Volta's discovery today

by naming our standard unit of electric potential "the volt."

ao chamarmos "volt" nossa unidade-padrão de potencial elétrico.

This oxidation-reduction cycle creates a flow of electrons between two substances

Esse ciclo de oxidação-redução

gera um fluxo de elétrons entre duas substâncias

and if you hook a lightbulb or vacuum cleaner up between the two,

e, se você colocar uma lâmpada ou um aspirador de pó entre as duas,

you'll give it power.

eles receberão energia.

Desde o início do século 18, os cientistas melhoram o projeto de Volta.

Since the 1700s, scientists have improved on Volta's design.

They've replaced the chemical solution with dry cells filled with chemical paste,

Eles substituíram a solução química por pilhas secas com uma pasta química,

but the principle is the same.

mas o princípio é o mesmo.

A metal oxidizes, sending electrons to do some work

Um metal se oxida, liberando elétrons que realizam trabalho

antes de serem absorvidos

before they are regained by a substance being reduced.

por uma substância que sofrerá redução.

But any battery has a finite supply of metal,

Mas qualquer bateria tem uma quantidade finita de metal

and once most of it has oxidized, the battery dies.

e, quando a maior parte dele se oxida, a bateria acaba.

As baterias recarregáveis nos dão uma solução temporária para esse problema,

So rechargeable batteries give us a temporary solution to this problem

by making the oxidation-reduction process reversible.

tornando reversível o processo de oxidação-redução.

Electrons can flow back in the opposite direction

Os elétrons podem fazer o mesmo caminho, na direção oposta,

with the application of electricity.

com a aplicação de eletricidade.

Um carregador conectado a uma tomada na parede usa a energia,

Plugging in a charger draws the electricity from a wall outlet

that drives the reaction to regenerate the metal,

fazendo com que a reação regenere o metal,

making more electrons available for oxidation the next time you need them.

deixando mais elétrons disponíveis para oxidação

na próxima vez em que precisar deles.

But even rechargeable batteries don't last forever.

Mas até baterias recarregáveis não duram para sempre.

Over time, the repetition of this process causes imperfections

Com o tempo, a repetição desse processo causa imperfeições

and irregularities in the metal's surface that prevent it from oxidizing properly.

e irregularidades à superfície do metal, o que faz com que não oxide adequadamente.

The electrons are no longer available to flow through a circuit

Os elétrons não ficam mais disponíveis para fluírem por um circuito

and the battery dies.

e a bateria acaba.

Some everyday rechargeable batteries

Algumas baterias recarregáveis comuns

will die after only hundreds of discharge-recharge cycles,

acabarão após apenas centenas de ciclos de carga e descarga,

while newer, advanced batteries can survive and function for thousands.

enquanto baterias novas e avançadas podem durar e funcionar por milhares.

Batteries of the future may be light, thin sheets

As baterias do futuro talvez serão folhas leves e finas

that operate on the principles of quantum physics

que operarão sob os princípios da física quântica

and last for hundreds of thousands of charge cycles.

e durarão por centenas de milhares de ciclos de carga.

But until scientists find a way to take advantage of motion

Até que os cientistas encontrem uma forma de aproveitar o movimento

to recharge your cell battery, like cars do,

para recarregar sua bateria de celular, como os carros fazem,

or fit solar panels somewhere on your device,

ou ponham painéis solares em algum lugar em seu aparelho,

plugging your charger into the wall,

conectar seu carregador a uma tomada na parede

rather than expending one battery to charge another

em vez de gastar uma bateria para carregar outra

is your best bet to forestall that fatal "bleep."

é sua melhor opção para evitar o "bipe" fatal.