Luigi Galvani interpretou o salto da rã como 'eletricidade animal'. Alessandro Volta, em Como, respondeu que o fenômeno vinha do contato entre metais diferentes na presença de um eletrólito. Em 1800, descreveu à Royal Society uma coluna de pares zinco-cobre intercalados com feltro embebido em salmoura — a pile, ou pilha.
Energia e eletricidade
Dispositivos que converteram força invisível em luz, movimento e rede.
Em 1800, a pilha de Volta mostrou que uma corrente contínua podia ser fabricada em bancada, sem depender de um raio ou de um peixe elétrico. Ao longo do século XIX, indução, dínamo, motor e transformador transformaram esse fio úmido de laboratório em máquina. Edison, Swan, Tesla, Westinghouse e dezenas de equipes menos celebradas brigaram pelo formato da lâmpada, pela tensão da linha e pelo tipo de corrente. O resultado, entre 1882 e a década de 1890, foi a rede: geração numa ponta, uso na outra, medição no meio.
O século XX acrescentou o que a rede clássica não resolvia sozinha. Células fotovoltaicas e turbinas eólicas modernas devolveram a geração ao fluxo do sol e do vento, agora com eletrônica de potência. A bateria de íon-lítio guardou eletricidade em densidade suficiente para o aparelho portátil e, depois, para o veículo. Este ranking começa na fonte eletroquímica e sobe até o sistema; as renováveis e o armazenamento entram como correção tardia, não como prefácio.
Arcos elétricos já iluminavam alguns espaços públicos, com glare e manutenção pesada. A lâmpada de filamento — Joseph Swan no Reino Unido, Thomas Edison nos Estados Unidos, e predecessores como Goebel e Lane-Fox — buscou uma luz menor, estável e vendável por ponto. Entre 1878 e 1880, o vácuo melhor, o carbono tratado e o soquete padronizado saíram do protótipo para a fábrica.
Michael Faraday demonstrou em 1831 que um campo magnético variável induz corrente. Discos, bobinas e ímãs de laboratório provaram o efeito; não geraram quarteirão. Nas décadas seguintes, Pixii, Gramme, Siemens e outros fecharam o circuito entre indução e máquina rotativa. O dínamo de anel de Gramme, por volta de 1870, já entregava corrente útil para galvanoplastia e para arcos.
Faraday fez um fio girar em torno de um ímã em 1821 — demonstração, não ferramenta. Moritz von Jacobi e outros construíram barcos e protótipos nas décadas de 1830–40, limitados pela pilha. O motor só vira industrial quando existe gerador barato. Na década de 1880, o motor de corrente contínua já aciona bondes; em 1888, Nikola Tesla descreve o motor de indução em corrente alternada, que Westinghouse comercializa.
Gaulard e Gibbs experimentaram indução em série; o salto prático veio em 1884–1885, com Ottó Bláthy, Miksa Déri e Károly Zipernowsky na Ganz, em Budapeste: transformadores em paralelo, núcleo fechado, distribuição em alta tensão. George Westinghouse comprou patentes e casou o aparelho ao sistema de Tesla e à usina de Niagara.
A estação de Pearl Street, em 1882, no baixo Manhattan, ofereceu luz a um quarteirão comercial em corrente contínua. Ao mesmo tempo, sistemas de AC ganhavam fábricas e cidades menores. A década de 1880 fecha com a ideia de utility: gerar para muitos, medir o consumo, cobrar a conta, manter a linha.
A máquina a vapor de pistão já movia fábricas e locomotivas quando Charles Parsons, em 1884, fez o vapor expandir-se através de estágios de palhetas. O Turbinia, anos depois, humilhou a revista naval britânica com velocidade que os cruzadores de êmbolo não acompanharam. Na geração elétrica, a turbina casou-se ao alternador com uma naturalidade que o pistão nunca teve: ambos querem giro rápido e contínuo.
O efeito fotovoltaico era conhecido desde Edmond Becquerel, no século XIX; células de selênio já mediam luz. Em 1954, Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson, nos Bell Labs, anunciaram uma célula de silício com eficiência que, pela primeira vez, justificava aplicações reais — ainda caras, ainda de nicho.
Moinho de vento é medieval; turbina elétrica de potência é outra espécie. Experiências do século XX — Gedser, na Dinamarca; Smith-Putnam, nos Estados Unidos — provaram o conceito e quebraram eixos. A crise do petróleo dos anos 1970 e a tradição dinamarquesa de cooperativas reabriram o problema com materiais novos, aerodinâmica de avião e eletrônica.
Stanley Whittingham, na Exxon dos anos 1970, usou dissulfeto de titânio e lítio metálico — promissor e instável. John Goodenough, em 1980, propôs óxido de cobalto e lítio como cátodo mais seguro e de maior tensão. Akira Yoshino substituiu o ânodo metálico por carbono, fechando uma célula que a Sony comercializou em 1991.
Godalming, na Inglaterra, iluminou ruas com água e gerador no fim dos anos 1870. Outras vilas fizeram o mesmo em escala de moinho. O salto de sistema é Niagara, na década de 1890: queda grande, alternadores, transmissão em AC para Buffalo. A hidrelétrica deixa de ser curiosidade ribeirinha e vira usina regional.
Nick Holonyak, na General Electric, demonstrou em 1962 um diodo visível de arseneto-fosfeto de gálio — luz vermelha de indicador, não de teto. Décadas de semicondutores III–V entregaram verde e outros tons. Faltava o azul de alta eficiência para misturar branco. Nos anos 1990, Shuji Nakamura e colegas, com trabalho anterior de Akasaki e Amano em nitreto de gálio, fecharam o espectro.