Cientistas propõem usar jogo para ensinar eletroquímica a crianças

Modelo transforma torres do jogo de habilidade 'Jenga' em representações de eletrodos de baterias de lítio recarregáveis

Victor Pinheiro 16/06/2020 19h06
Jenga
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Pesquisadores da Universidade de Birmingham, no Reino Unido, desenvolveram um método educacional que usa o jogo de habilidade Jenga para ensinar crianças sobre os princípios eletroquímicos presentes em baterias de íon-lítio.


Em nota, os cientistas ressaltam que o componente é abundante em dispositivos eletrônicos, desde aparelhos celulares até veículos elétricos, mas os recursos disponíveis para professores explicarem como eles funcionam são limitados.

Os jogadores de Jenga montam torres compostas por mais de 50 blocos. Cada participante tem que remover uma peça da torre e equilibrá-la no topo da estrutura. A torre fica mais instável à medida que o jogo progride.

A proposta dos pesquisadores da Universidade de Birmingham faz paralelos entre as peças do Jenga e as reações químicas e os componentes de baterias de íon-lítio. O método utiliza duas torres: uma representa o eletrodo de óxido de cobalto, e a outra simula o eletrodo de grafite. Em baterias recarregáveis, ambos os componentes são instalados em camadas intercaladas com eletrólitos. Acima do conjunto de camadas encontram-se condutores de correntes de alumínio e cobre.

Reprodução

 

Representação das torres de Jenga voltadas ao ensino de eletroquímica. Imagem: ACS Publication

Os modelos apresentados pelos pesquisadores representam todos esses componentes. Os íons de lítio corresponde a blocos marcados com pontos azuis, enquanto espaços vazios são meras peças pintadas de branco. 

Quando uma bateria de íon-lítio está carregada, os íons de lítio se deslocam do eletrodo do grafite (ânodo) para o óxido (cátodo). Os coletores de correntes garantem que a energia produzida pelas reações químicas chegue a circuitos externos, que fornecem a carga para os dispositivos. 

Vantagens

Segundo os pesquisadores, a versão adaptada do Jenga facilitam a visualização e o entendimento do aluno sobre a composição da bateria de lítio. Em um processo de recarga, ao mover uma das peças brancas do eletrodo de grafite, o aluno pode substituir o bloco por outro que represente íons de lítio, simulando a dinâmica de transferência dos componentes nas reações químicas da bateria. O processo inverso representaria uma situação de descarga.

Os cientistas acrescentam que a ferramenta pode retratar a redução da performance dos equipamentos durante o uso contínuo da bateria, uma vez que os blocos ficam deslocados conforme o jogo avança.

“As demonstrações práticas são uma maneira útil de apoiar o aprendizado - os professores geralmente usam limões ou batatas para explicar baterias convencionais não recarregáveis, por exemplo. Mas sabemos que a eletroquímica é uma área complicada para os professores ensinarem, o que leva aos alunos a absorverem conceitos errados”, afirmou Elizabeth Driscoll, uma das autoras do projeto.

O estudo foi publicado na revista científica Journal Of Chemical Education e pode ser consultado no site da publicação.

Fonte: Phys.org

Bateria bateria de lítio
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