Minúscula Bateria Nuclear Pode Alimentar Dispositivos Durante Décadas

Uma pequena célula betavoltaica sensibilizada por corante possui radiocarbono no cátodo e no ânodo para aumentar a sua eficiência de conversão de energia. Su-Il in

Investigadores do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk, na Coreia do Sul, desenvolveram uma bateria nuclear capaz de converter radiação diretamente em eletricidade durante décadas — tudo isto sem os habituais perigos associados à radiação nuclear.

Como funciona a célula betavoltaica

Conhecida como célula betavoltaica sensibilizada por corante, esta bateria aproveita as partículas beta, que são simplesmente eletrões de alta energia. A chave para o seu funcionamento está no carbono-14, um isótopo radioativo que emite partículas beta. Estas partículas interagem com um semicondutor de dióxido de titânio revestido com um corante à base de ruténio, fazendo com que os eletrões sejam libertados do corante e gerando uma corrente elétrica.

A meia-vida do carbono-14 é de cerca de 5.730 anos, o que significa que a bateria poderá potencialmente reter 50% da sua produção original após quase seis milénios. No entanto, a produção prática de energia provavelmente diminuiria muito mais cedo, à medida que os materiais se degradassem ao longo de períodos tão longos.

O protótipo apresenta uma densidade de potência de 20,75 nanowatts por centímetro quadrado por milicurie com uma eficiência de 2,86%. Em termos mais simples, isto não é muito. Aproximadamente do tamanho de uma aspirina, produz cerca de 0,4% da energia necessária para operar uma calculadora de bolso básica. Precisaria de cerca de 240 destas pequenas baterias nucleares para alimentar uma atualização da tabuada.

Usos práticos para a bateria

Apesar disso, a bateria gera energia suficiente para alimentar dispositivos médicos, como pacemakers ou sensores ambientais remotos. Também pode fornecer energia a etiquetas RFID, microchips ou até mesmo condensadores de carga lenta para dispositivos que exigem uma rápida explosão de energia. Esta tecnologia ainda está numa fase inicial, mas é promissora para diversas aplicações de baixo consumo energético.

Um gráfico que mostra a meia-vida do carbono-14. New Atlas

Embora muitos possam associar a radiação nuclear ao perigo, os investigadores garantem que este design de bateria é, na verdade, bastante seguro. As partículas beta emitidas pelo carbono-14 já estão naturalmente presentes em muitas substâncias, incluindo o corpo humano. A blindagem desta bateria pode ser tão simples como um pedaço fino de papel de alumínio, ou mesmo papel, que bloqueia eficazmente as partículas beta. Na verdade, estas baterias de estado sólido e não inflamáveis ​​podem até ser mais seguras do que as baterias de iões de lítio, que são propensas a sobreaquecimento, fugas e explosões.

Mas as baterias atómicas não são novidade. A primeira bateria de radioisótopos, desenvolvida em 1954 pela Comissão de Energia Atómica dos EUA, utilizava o estrôncio-90 como fonte radioativa e funcionava de forma semelhante às células betavoltaicas atuais.

Missões espaciais e avanços recentes

Na década de 1960, os geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs) começaram a ser utilizados em missões espaciais, convertendo energia de isótopos emissores de alfa, como o plutónio-238, em eletricidade. A primeira missão com recurso a RTGs foi o satélite Transit 4A da Marinha dos EUA, que desempenhou um papel fundamental nas fases iniciais da navegação por satélite e do GPS moderno.

Mais recentemente, a Betavolt lançou uma bateria nuclear de diamante de 3 volts utilizando níquel-63 e um semicondutor de diamante, utilizando o mesmo conceito de partícula beta para alimentar dispositivos durante 50 anos. Outra empresa, a Arkenlight, tem vindo a trabalhar com diamantes de carbono-14 para produzir energia para baterias atómicas, e a sua tecnologia está a avançar constantemente.

Embora as baterias atómicas já existam há algum tempo, os recentes avanços em materiais, eficiência e segurança estão finalmente a torná-las viáveis ​​para utilizações práticas e quotidianas, sem a necessidade de reatores nucleares.

Leia o Artigo Original: New Atlas

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