Microbaterias atômicas poderão ser a solução para redes de sensores

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/01/2007

Bateria atômica sem riscos

Você já pensou em ter um celular, um tocador de MP3 ou um notebook atômico? Que dispensasse recargas constantes de baterias e fornecesse energia elétrica suficiente para anos de operação? Que substituísse as muitas vezes explosivas baterias de lítio por uma mini-central atômica? A promessa de energia de longa duração pode ser tentadora, mas será que os riscos não seriam muito maiores?

Pesquisadores da Universidade de Wisconsin, Estados Unidos, acreditam que, na verdade, não haveria riscos. Estas baterias atômicas exploram o decaimento natural de radioisótopos para a geração de eletricidade e, embora não se vislumbre sua utilização em equipamentos comerciais como os que utilizamos no nosso dia-a-dia, elas seriam a solução ideal para aplicações em microescala.

Existem outras tecnologias que operam nesse nível, como células a combustível e micro-geradores a turbina, além das prosaicas baterias químicas. "Mas todas elas têm vida curta," diz o professor James Blanchard. "Elas precisam ser recarregadas ou reabastecidas. Nosso nicho são coisas que precisam ser instaladas e esquecidas, e se mantenham funcionando por anos."

Esse nicho inclui redes de sensores para um sem-número de aplicações, como monitoramento da integridade estrutural de edifícios e pontes, pesquisas climáticas e monitoramentos de ambientes isolados.

Baterias nucleares

Mas havia alguns problemas técnicos a serem resolvidos. As microbaterias nucleares convertem a energia atômica em eletricidade de forma mais eficiente quando elas operam em altas temperaturas. Isso exige um isolamento térmico de alta eficiência. Quanto melhor o isolamento, mais eficiente a bateria poderá ser e, por conseguinte, mais energia ele irá gerar.

A solução natural para o problema seria o isolamento em multicamadas, que consiste em várias folhas metálicas separadas por vácuo. Mas essa solução somente funciona em macroescala. E os cientistas estão pensando em alimentar sensores minúsculos, não muito maiores do que chips RFID. Ou seja, eles estão falando em baterias que não serão maiores do que um grão de açúcar cristal.

Foi então que o professor Blanchard e seu aluno Rui Yao tiveram uma idéia: em vez de utilizar múltiplas folhas, que tal construir a estrutura de isolamento em uma pastilha de silício, utilizando a mesma técnica com que são construídos os chips? Assim, a camada de isolamento térmico poderá ser feita na dimensão que for necessária.

Semicondutor como isolante

A equipe então construiu um sanduíche semicircular de pilares de óxido de silício - condutores pobres de calor - entre folhas de silício muito finas. Os primeiros protótipos estão confirmando o que eles haviam previsto por meio de modelos computacionais, embora ainda estejam saindo um pouco mais grossos do que eles gostariam.

"Parece que temos um isolante efetivo que é melhor do que qualquer sólido e melhor até mesmo do que os isolamentos multicamadas que se pode comprar comercialmente," diz Blanchard.

Os cientistas afirmaram que uma camada de isolamento definitivo para suas microbaterias atômicas ainda deverá consumir o trabalho de dois anos de pesquisas.