Por S. Hussain Ather – Atualizado em 30 de agosto de 2022

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Com alguns itens de uso diário, você pode construir uma pequena bateria que demonstre os fundamentos da eletricidade. Embora a química seja diferente das baterias comerciais, esses projetos ilustram como os íons se movem e geram corrente.

Visão geral rápida

Existem três tipos simples de baterias DIY que você pode construir em casa:

• Bateria terrestre – usa eletrodos de metal enterrados no solo.
• Bateria tipo moeda – combina moedas de cobre e folha de alumínio.
• Bateria de sal – utiliza parafusos de ferro ou zinco, papel e solução salina.

Siga as dicas de segurança abaixo antes de começar.

Diretrizes de segurança

Mesmo baterias pequenas podem causar choque ou curto-circuito. Nunca toque nas duas extremidades de uma bateria ao mesmo tempo. Mantenha sua área de trabalho seca e use ferramentas isoladas. Ao testar a tensão, evite criar um curto-circuito direto entre os terminais.

Construindo uma bateria terrestre

Materiais

• 12 pregos (ou hastes) de cobre
• 12 pregos (ou hastes) de alumínio galvanizado
• Fio de cobre (suficiente para enrolar)
• Capacitores de alto valor (opcional)
• Multímetro
• Alicates, fita métrica, papel alumínio, bússola (opcional)

Preparação

Escolha um dia ensolarado e seco. Cave buracos rasos (2–3 polegadas) com pelo menos alguns metros de distância. Coloque um prego de cobre e um prego de alumínio em cada furo, garantindo que as cabeças de metal fiquem niveladas com o solo. Use o alicate para retirar cerca de 1,5 polegadas de isolamento do fio de cobre. Enrole firmemente a seção descascada ao redor de cada cabeça do prego e, em seguida, conecte os dois pregos com um laço contínuo de fio de cobre.

Operação

Conecte os cabos do multímetro aos eletrodos de cobre e alumínio. Defina o medidor para o modo DC. Uma única célula deve ler alguns milivolts; a leitura depende da composição e umidade do solo. Para uma tensão mais alta, organize várias células em série:alterne pregos de cobre e alumínio, conectando cada par de ponta a ponta. Uma série de 12 células pode atingir até ~0,3V.

Construindo uma bateria tipo moeda

Materiais

• Vários centavos de cobre (após 1982 para garantir o núcleo de cobre)
• Folha de alumínio
• Tecido úmido, papel toalha ou papelão
• Sal, vinagre (opcional) ou solução salina
• Multímetro, luz LED (opcional)
• Tigela de água

Construção

Corte o material úmido no tamanho de uma moeda. Dissolva 2–3 colheres de chá de sal na tigela com água; o vinagre pode servir como um eletrólito fraco. Mergulhe o papel por dois minutos e depois esprema o excesso de líquido. Embrulhe o papel embebido em papel alumínio, moldando-o em torno de uma moeda. Coloque a moeda em cima do papel alumínio. Esta montagem é uma célula.

Teste

Conecte um multímetro na moeda e no papel alumínio. Uma célula típica produz 0,1–0,3 V. Empilhe várias células em série para aumentar a tensão e teste com um LED – ele deve acender quando a tensão cumulativa exceder o limite do LED (~2V).

Construindo uma bateria de sal

Materiais

• 12 parafusos de ferro ou zinco
• Tiras de papel e lixa (para limpar o isolamento)
• Sal, água ou solução salina
• Fio de cobre, 30–40 voltas por parafuso
• Pistão da seringa (para fazer furos)
• Placa isolante (plástico ou papelão)
• Multímetro, luzes LED (opcional)

Construção

Enrole cada parafuso com uma tira de papel e enrole o fio de cobre em volta do parafuso coberto de papel 30 a 40 vezes. Use a seringa para fazer seis furos espaçados uniformemente em um lado da placa. Insira os parafusos na placa em forma de grade, garantindo que o papel fique embrulhado. Conecte os parafusos ao fio de cobre, fixando bem as juntas.

Operação

Mergulhe a placa em banho salino por alguns minutos, depois retire e seque. Conecte um multímetro aos terminais da placa. O dispositivo normalmente produz 0,2–0,5 V por célula; várias células podem ser conectadas em série para maior produção. Um LED pode servir como indicador visual.

Aplicações e perspectivas futuras

Estas experiências ilustram como as soluções eletrolíticas podem gerar eletricidade, oferecendo uma base para a investigação de baterias renováveis e de baixo custo. As limitações atuais dos eletrólitos aquosos – voltagem mais baixa em comparação com as células de íons de lítio – estão sendo abordadas por produtos químicos avançados. Por exemplo, pesquisas nos Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais mostraram que as soluções de bis(fluorossulfonil)imida de sódio (NaFSI) podem atingir até 2,6V, quase o dobro da voltagem das soluções salinas tradicionais.

Historicamente, a bateria terrestre foi descrita pela primeira vez por Alexander Bain em 1841, levando às primeiras tecnologias telegráficas e a insights sobre o campo elétrico da Terra. As investigações modernas continuam a explorar o potencial destes sistemas simples para soluções energéticas sustentáveis.