Por que as baterias dos nossos eletrônicos pioram com o tempo?

Uma gota de gasolina, um fósforo e uma bateria, todos armazenam energia, mas, depois que cada um gasta sua carga, apenas a bateria é reciclável. Isso porque, quimicamente falando, uma bateria descarregada não é tão diferente de uma nova. A maioria das baterias que usamos hoje aproveita o fato de que alguns metais gostam de liberar elétrons e outros gostam de aceitá-los.

Uma gota de gasolina, um fósforo e uma bateria, todos armazenam energia, mas, depois que cada um gasta sua carga, apenas a bateria é reciclável. Isso porque, quimicamente falando, uma bateria descarregada não é tão diferente de uma nova. A maioria das baterias que usamos hoje aproveita o fato de que alguns metais gostam de liberar elétrons e outros gostam de aceitá-los.

Por exemplo, em uma bateria alcalina AA típica, o zinco reage com íons hidróxido, transformando-se em óxido de zinco e liberando elétrons no terminal negativo. Os elétrons viajam através de, digamos, uma lâmpada e, em seguida, retornam à bateria no terminal positivo, onde são aceitos pelo dióxido de manganês.

Baterias diferentes usam combinações diferentes de metais e, às vezes, não metais como grafite, mas a ideia básica é usar um par de reações químicas para gerar um fluxo de elétrons. Quase todas as baterias, mesmo as de uso único, são teoricamente recarregáveis. Isso porque os metais e outros produtos químicos ainda estão lá.

Isso é muito diferente do que acontece, digamos, na gasolina, onde as moléculas de hidrocarboneto líquido são convertidas em gases. Você não pode converter o escapamento de volta em gasolina, mas, com algum trabalho, você pode converter, digamos, óxido de zinco de volta em zinco.

Então, qual é a diferença entre a bateria recarregável e reciclável? A resposta curta é que tentar recarregar uma bateria de uso único não força apenas essas reações a ocorrerem ao contrário.

Isso também resulta em um monte de reações colaterais que produzem contaminantes inúteis, reduzindo a capacidade da bateria; e pode até danificar a estrutura interna da bateria, levando à perda de contato elétrico, falha e inclusive queima do carregador.

Uma dica muito apreciada e que realmente funciona até umas duas vezes é colocar a bateria alcalina descarregada no freezer por 24 horas. De alguma forma o processo de congelamento promove a troca de elétrons recarregando a bateria.

Baterias recarregáveis ​​são projetadas para evitar esses problemas. Ambos os lados da bateria de íons de lítio, por exemplo, têm uma estrutura de nível atômico que podemos imaginar como muitas docas. Então, quando a bateria está energizando algo, as "naves" de lítio entregam seus elétrons para energizar o circuito e então navegam para o outro lado da bateria, atracam de forma organizada e ordenada e se encontram com seus elétrons agora de menor energia.

Quando a bateria está sendo carregada, acontece o oposto. Ao longo de centenas, às vezes milhares, de ciclos de carga, algumas das naves de íons de lítio meio que desviam do curso e se envolvem em reações colaterais, produzindo coisas que aumentam a resistência interna da bateria, o que por sua vez a faz perder eficiência e potência até que ela inevitavelmente morra.

Mesmo quando isso acontece, você pode trazer baterias mortas de volta à vida, sejam elas recarregáveis ​​ou não, reciclando-as. O cerne da maioria das reciclagens de baterias é um processo chamado fundição, que é basicamente derreter as partes metálicas. Isso elimina impurezas, retornando os metais ao seu estado inicial e ordenado.

Infelizmente, em muitos países é impossível simplesmente jogar as baterias domésticas no lixo comum. Os usuários devem levá-las a um ponto de coleta de baterias ou centro de reciclagem. O mesmo vale para baterias recarregáveis ​​mais complicadas: é necessário levá-las a um ponto de coleta ou enviá-las de volta para a empresa da qual as comprou.

É uma chatice, mas vale muito a pena o tempo e o esforço, porque reciclar baterias é essencial. Não só evita que metais potencialmente tóxicos da bateria vazem para o meio ambiente, como também conserva recursos escassos e vitais. A Terra tem cerca de 22 milhões de toneladas de lítio, o suficiente para cerca de 2,5 bilhões de Veículos elétricos.

Parece bastante, mas é apenas 25% maior do que o número de veículos que os especialistas acreditam que serão necessários para atingir emissões líquidas zero até 2050, e isso nem leva em conta laptops, telefones e qualquer outra coisa que use uma bateria de íons de lítio. Atualmente, porém, a maioria das baterias de íons de lítio não é fabricada com a reciclagem em mente.

Os designs são intrincados e não padronizados, e os componentes são mantidos juntos por colas quase indestrutíveis. Então, hoje, menos de 5% das baterias de íons de lítio são recicladas. Regulamentações que definem claramente quem é responsável por uma bateria gasta e o que deve acontecer com ela podem aumentar a reciclagem drasticamente.

Por exemplo, baterias de chumbo-ácido geralmente estão sujeitas a regulamentações rigorosas e são recicladas em taxas muito mais altas do que baterias de íons de lítio. Ao longo do próximo século, precisaremos reciclar um grande número de baterias de veículos elétricos, então os cientistas estão trabalhando para tornar o processo de reciclagem de baterias mais barato e mais ecológico.

A fundição usa muita energia e, dependendo do tipo de bateria, pode liberar subprodutos prejudiciais. Além de regulamentações, processos industriais e nossas próprias escolhas individuais, a tecnologia de baterias também continuará a evoluir. Há baterias de prova de conceito sendo desenvolvidas que podem converter força física, som ambiente e até mesmo xixi em eletricidade.

A bateria de urina é um tipo de célula de combustível microbiana que usa bactérias para decompor a urina e produzir elétrons. As bactérias na câmara do ânodo da bateria decompõem a urina, enquanto o processo libera elétrons que podem ser usados ​​para criar eletricidade.
Usos potenciais

Baterias de urina podem ser usadas para criar kits de teste descartáveis ​​para uso doméstico e podem ajudar a remover resíduos do esgoto. No entanto, muito mais desenvolvimento é necessário antes que as baterias de urina possam ser amplamente utilizadas. Ou seja, se sua maior prioridade é fazer sua fonte número um de energia, número um, desculpe dizer, com a urina não vai rolar.