Lítio: o explosivo Ciência Nordestina

terça-feira, 25 fevereiro 2020

Ele é o metal mais leve de todos, com uma inflamabilidade estrondosa e está presente nas baterias de telefones celulares

Seguindo pela família dos elementos químicos que mudaram nossas vidas, saímos do bonachão carbono para o espoleta lítio (não suporta o oxigênio nem a água). Ele é o metal mais leve de todos e conta com apenas 3 prótons e 3 elétrons e uma reatividade/ inflamabilidade estrondosa.  Até por isso, é encontrado na natureza na forma de composto iônico. E mesmo com a desvantagem de reagir fortemente com água e oxigênio, sua baixa densidade é extremamente atrativa para a produção de dispositivos leves, como as baterias de telefones celulares. Com a boa mobilidade de íons de lítio, é possível promover sua migração entre eletrodos, promovendo o armazenamento de energia requerido para as baterias. A solução para a reatividade do lítio exige com se trabalhe melhor a engenharia do encapsulamento das baterias. Mesmo assim elas continuam a explodir. Eu explico o porquê. Uma bateria de íons de lítio é composta por eletrodos (anodo e catodo) cuidadosamente separados por uma membrana semipermeável. O “semi” se deve ao fato de que nem tudo deve circular por ela. A passagem de íons entre anodo e catodo é permitida, já a de elétrons não deve ser. Se a película que separa anodo e catodo for perfurada, ela permite com que corrente elétrica circule entre anodo e catodo. Assim, a bateria passa a se comportar como um resistor que aquece, aquece e aquece. E este processo gradativo de aquecimento leva o dispositivo a explodir.

Mas, como perfurar um separador? A primeira opção é a mais óbvia, quando se faz o processo mecânico – o que vem se tornando cada vez mais difícil pela blindagem das baterias. O segundo se dá quando operamos uma bateria para além dos seus limites.  Portanto, para nossa segurança, é fundamental atentar para vida útil das baterias de celulares. E ela dá sinais claros de esgotamento quando reduz a vida útil entre cargas sucessivas. Para nossa segurança, mesmo nesta condição, os aparelhos de telefone dispõem de mecanismos de proteção que reduzem o uso da CPU em casos de sobreaquecimento das baterias.

Mesmo assim, a pergunta que não cala é: até quando carregaremos esta bomba relógio em nossos bolsos? Por enquanto, tudo o que se fala é da possível substituição do lítio pelo grafeno. No entanto, as pesquisas com grafeno para baterias ainda não permitiram com que se chegue a escala comercial. De fato, é questão de tempo.

Assistiremos, creio eu, a mais um empolgante round da luta entre o bonachão carbono e o explosivo lítio, torcendo para que a vitória sorria para o carbono. A partir deste dia poderemos ter celulares mais leves, mais eficientes, mais seguros… E o placar passará a marcar: Carbono 3 x 0 Lítio.

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Leia o texto anterior: Complexo de vira-latas (versão ciência)

Helinando Oliveira é Professor da Universidade Federal do Vale do São Francisco (Univasf) desde 2004 e coordenador do Laboratório de Espectroscopia de Impedância e Materiais Orgânicos (LEIMO).

Helinando Oliveira

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