Bateria de diamante e carbono-14 gera energia por milhares de anos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/12/2024

Protótipo da bateria de diamante, consistindo em um filme de diamante sintético que recebeu átomos de carbono-14, que são emissores beta - essa emissão é a responsável pela fraca radioluminescência, capturada por uma câmera de grande sensibilidade.
[Imagem: University of Bristol]

Bateria nuclear

Uma equipe britânica criou a primeira bateria nuclear de diamante do mundo feita com carbono-14.

Este novo tipo de bateria atômica, ou bateria nuclear, tem potencial de alimentar dispositivos por milhares de anos, tornando-a uma fonte de energia incrivelmente duradoura - a equipe de cientistas e engenheiros se referem à sua criação como "bateria eterna".

A bateria de diamante tira sua energia do decaimento do isótopo radioativo carbono-14, mais conhecido por seu uso em datação por radiocarbono.

O princípio de funcionamento é chamado de betavoltaico: O decaimento radioativo produz eletricidade liberando um elétron e um antineutrino, um processo chamado decaimento beta.

Bateria betavoltaica

A bateria de diamante e carbono-14 funciona usando a decomposição radioativa do carbono-14, que tem uma meia-vida de 5.700 anos, gerando níveis baixos de energia. Assim, o dispositivo é na verdade um híbrido entre bateria e gerador.

O princípio betavoltaico é semelhante ao princípio fotovoltaico dos painéis solares, que convertem luz em eletricidade. A diferença é que, em vez de usar partículas de luz (fótons), os dispositivos betavoltaicos capturam elétrons dentro da estrutura do diamante, elétrons estes liberados pelo decaimento radioativo.

"Baterias de diamante oferecem uma maneira segura e sustentável de fornecer níveis contínuos de microwatts de energia. Elas são uma tecnologia emergente que usa um diamante industrial para encapsular com segurança pequenas quantidades de carbono-14," contou Sarah Clark, da Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido (UKAEA).

A inovação é fruto do trabalho da equipe no campo da geração de energia por fusão nuclear - a equipe trabalhou em conjunto para construir uma plataforma de deposição de plasma, um aparelho especializado usado para cultivar o filme de diamante.

Comparação da bateria de diamante e carbono-14 (direita) com uma bateria comum de lítio do tipo botão (esquerda).
[Imagem: University of Bristol]

Usos da bateria de diamante

Embora o termo "nuclear" suscite muitas preocupações, as baterias de diamante podem ser úteis em várias aplicações. Por exemplo, versões biocompatíveis podem ser usadas em dispositivos médicos, como implantes oculares, aparelhos auditivos e marcapassos, minimizando a necessidade de troca das baterias, substituições dos aparelhos e riscos aos pacientes de repetidas cirurgias.

As baterias de diamante também podem ser usadas em ambientes extremos - tanto no espaço quanto na Terra - onde não é prático substituir baterias convencionais rotineiramente. Baterias de longa duração também podem ser ideais para alimentar etiquetas de radiofrequência (RFID) ativas, usadas para identificar e rastrear dispositivos na Terra ou no espaço, como espaçonaves ou cargas úteis - como funcionam por décadas, elas reduzem custos e aumentam a vida operacional das naves.

"Nossa tecnologia de microenergia pode suportar uma ampla gama de aplicações importantes, desde tecnologias espaciais e dispositivos de segurança até implantes médicos. Estamos animados em explorar todas essas possibilidades, trabalhando com parceiros na indústria e pesquisa, nos próximos anos," disse o professor Tom Scott, da Universidade de Bristol.

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