O que é Eletroquímica?
A eletroquímica é a área que estuda as relações entre reações químicas e corrente elétrica, explorando as oxirreduções, onde elétrons são transferidos entre espécies químicas, convertendo energia química em elétrica e vice-versa. Pilhas, baterias e eletrólise são suas principais divisões.
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Divisões da Eletroquímica: Pilhas, Baterias e Eletrólise
A eletroquímica é subdividida em três principais áreas, cada uma desempenhando um papel crucial na transformação de energia:
1. Pilhas e Baterias: Fontes de Energia Elétrica
- Essenciais no fornecimento de energia para dispositivos cotidianos como controles remotos, câmeras e brinquedos.
- Utilizam reações de oxirredução para converter energia química em energia elétrica.
- Compostas por dois eletrodos imersos em soluções eletrolíticas, onde ocorre a transferência de elétrons.
2. Eletroquímica: Pilhas e Baterias
Pilhas têm uma longa história desde o século XVIII, desenvolvidas por Alessandro Volta. Transformam energia química em elétrica por meio de reações de oxirredução. Possuem dois eletrodos, ânodo (polo negativo) e cátodo (polo positivo), imersos em soluções eletrolíticas.
Exemplos de tipos de pilhas:
- Secas: Comuns em objetos portáteis como brinquedos, lanternas e controles remotos. Utilizam eletrólito em pasta úmida com sais dissolvidos.
- Alcalinas: Aperfeiçoamento das pilhas secas, possuem maior durabilidade e utilizam eletrólito alcalino, como hidróxido de potássio.
3. Baterias não são a mesma coisa que pilhas
Baterias são conjuntos de pilhas agrupadas. Exemplos de baterias incluem as de ácido/chumbo, usadas em automóveis, e as de níquel/cádmio, recarregáveis.
Quais as aplicações da eletroquímica?
Eletrônicos e Dispositivos Portáteis
Brinquedos infantis, lanternas, controles de TVs e Assistente Pessoal Digital (PDAs) dependem da eletroquímica para funcionar.
Pilhas permitem a operação de dispositivos móveis como smartphones e computadores.
Saúde e Medicina
A eletroquímica é aplicada na criação de marcapassos utilizados por pacientes cardíacos.
Biossensores e dispositivos médicos também se beneficiam dessa ciência.
Indústria e Eficiência Energética
Contribui para melhorar os processos industriais, buscando maior eficiência energética.
Protege instalações e máquinas através da prevenção da corrosão.
Energia Renovável e Sustentabilidade
A eletroquímica é explorada em células de combustível e baterias recarregáveis para armazenamento de energia renovável.
Ajuda na busca por soluções sustentáveis e redução de impactos ambientais.
Novas Tecnologias e Pesquisa
Projetos inovadores, como células solares orgânicas e novas formas de armazenamento de energia, são impulsionados pela eletroquímica.
A eletroquímica, com suas diversas aplicações, desempenha um papel crucial no progresso da sociedade moderna, impulsionando a tecnologia, a saúde, a indústria e a busca por uma economia mais eficiente e sustentável.
Eletroquímica: projetos inovadores
O Brasil ocupa o 54º lugar no Índice Global de Inovação no ranking do Índice Global de Inovação de 2022, que mensura e analisa o desempenho dos ecossistemas de inovação de 132 países.
Mas a capacidade de inovação brasileira ainda está muito aquém da força das inovações desenvolvidas no país e o uso da eletroquímica tem sido um caminho bem eficiente para o desenvolvimento de projetos cada vez mais inovadores em vários campos de atuação no Brasil.
O Sistema S tem estimulado o desenvolvimento de projetos que fazem realmente diferença na vida na sociedade e no meio ambiente, como a geração e armazenamento de energia utilizando baterias, células a combustível e supercapacitores; tecnologias de monitoramento de saúde humana, animal e de processos; desenvolvimento de materiais de baixo impacto ambiental, com melhor desempenho e com funcionalidades diferenciadas que atendam às necessidades da indústria e carregam a nanotecnologia em sua base.
Um exemplo disso é o projeto desenvolvido em parceria a BMR Medical e o Instituto SENAI de Inovação em Eletroquímica (ISI-EQ), que possibilitou o desenvolvimento de um biossensor eletroquímico de baixo custo para detecção do biomarcador HER-2, uma proteína que fica concentrada em alguns tipos de câncer de mama, um dos que mais mata mulheres no Brasil.
O biossensor eletroquímico atingiu o nível 6 de maturidade tecnológica, com testagem em amostras reais de pacientes no Hospital Erasto Gaertner, um dos principais centros oncológicos de Curitiba. O aparelho já comprovou sua eficácia na pesquisa aplicada e parte para a etapa de ampliação no número de amostras para que a tecnologia chegue ao mercado. A previsão é de até 5 anos.
Outro exemplo são as atividades desenvolvidas no Laboratório de Prototipagem de Placas de Baterias Chumbo-ácido e Testes Elétricos, que é fruto da parceria com a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii).
O laboratório possui equipamentos similares aos usados pelas indústrias de baterias. Também conta com recursos humanos altamente capacitados para desenvolver produtos e processos inovadores de combate à corrosão, sensores eletroquímicos, baterias, tintas inteligentes e revestimentos industriais, por meio da elaboração de projetos de alto impacto industrial, tecnológico e econômico.
O objetivo é desenvolver alternativas para melhorar a eficiência energética do setor automotivo, com o fornecimento de uma solução tecnológica para produção de Baterias Chumbo-Ácido Melhoradas com Nanotecnologia Embarcada.
Outro uso da eletroquímica, que tem sido estimulado pela rede de Institutos SENAI de Inovação, é na indústria de cosméticos, dedicada a combater o envelhecimento da pele.
Uma pesquisa utilizou um microscópio eletroquímico de varredura, usado normalmente para medir corrosão em metais, para medir a corrente eletroquímica de células in vitro de uma pele artificial tratada por um produto cosmético. Os pesquisadores comprovaram os resultados da marca indicando que os ativos proporcionam aumento dessa corrente, auxiliando no tratamento antienvelhecimento.
Não há dúvidas que as inovações podem trazer resultados efetivos para a indústria brasileira, aumentando a competitividade e o melhor, usando tecnologia e insumos nacionais para atender às novas exigências dos mercados mundiais.
SENAI/ISI Eletroquímica: Avançando na Inovação Industrial
O SENAI/ISI Eletroquímica, inaugurado em 2013, é um instituto de inovação pioneiro no Brasil. Com recursos laboratoriais e profissionais altamente capacitados, realiza pesquisas aplicadas à indústria em áreas como baterias, revestimentos inteligentes e sensores eletroquímicos. Além disso, o instituto atua em projetos relacionados à geração e armazenamento de energia, monitoramento de processos biológicos e controle da corrosão.
