A primeira bateria nuclear do mundo, que utiliza um isótopo radioativo embutido em um diamante, poderia alimentar pequenos dispositivos por milhares de anos. A bateria não possui partes móveis e, portanto, não requer manutenção, e não emite carbono.
A bateria nuclear utiliza a reação de um diamante colocado próximo a uma fonte radioativa para produzir eletricidade espontaneamente, explicaram cientistas da Universidade de Bristol, em um comunicado. Nenhum movimento — nem linear, nem rotacional — é necessário. Isso significa que não é preciso energia para mover um ímã através de uma bobina ou girar uma armadura dentro de um campo magnético para produzir corrente elétrica, como ocorre em fontes de energia convencionais.
A bateria de diamante colhe elétrons de movimento rápido excitados pela radiação, de forma semelhante à energia solar, que utiliza células fotovoltaicas para converter fótons em eletricidade, disseram os cientistas.
Cientistas da mesma universidade demonstraram pela primeira vez um protótipo de bateria de diamante — que usava níquel-63 como fonte radioativa — em 2017. No novo projeto, a equipe desenvolveu uma bateria feita de isótopos radioativos de carbono-14 embutidos em diamantes manufaturados.
Os pesquisadores escolheram o carbono-14 como material de origem porque ele emite radiação de curto alcance, que é rapidamente absorvida por qualquer material sólido — o que elimina preocupações quanto a danos causados pela radiação. Embora o carbono-14 seja perigoso se ingerido ou tocado com as mãos nuas, o diamante que o envolve impede que qualquer radiação de curto alcance escape.
“O diamante é a substância mais dura conhecida pelo homem; não há nada que possamos usar que ofereça mais proteção”, afirmou Neil Fox, professor de materiais para energia.
O carbono-14 ocorre naturalmente, mas é gerado em grandes quantidades em blocos de grafite usados para controlar usinas nucleares. Os pesquisadores descobriram que o isótopo se concentra na superfície desses blocos.
Uma única bateria nuclear de diamante contendo 1 grama de carbono-14 poderia fornecer 15 joules de eletricidade por dia. Para comparar, uma pilha alcalina padrão AA, que pesa cerca de 20 gramas, possui uma capacidade de armazenamento de energia de 700 joules por grama. Ela fornece mais energia do que a bateria de diamante nuclear a curto prazo, mas se esgotaria em 24 horas.
Por outro lado, a meia-vida do carbono-14 é de 5.730 anos, o que significa que a bateria levaria todo esse tempo para ser reduzida a 50% de sua capacidade. Isso é próximo à idade da civilização mais antiga do mundo. Uma espaçonave alimentada por uma bateria de diamante de carbono-14 alcançaria Alpha Centauri — nossa estrela vizinha mais próxima, a cerca de 4,4 anos-luz da Terra — sem gastar quase nada de energia.
De acordo com os cientistas, a bateria poderia ser utilizada em diversas aplicações, incluindo eletrônicos, dispositivos médicos e viagens espaciais. Aplicações específicas incluem máquinas de raio X e dispositivos médicos que precisam operar por longos períodos, mas requerem pouca energia, como marcapassos, e máquinas que operam em ambientes difíceis e perigosos, como equipamentos de óleo e gás no fundo do mar. A bateria também poderia ser pequena o suficiente para alimentar etiquetas de radiofrequência usadas na identificação e rastreamento de dispositivos e cargas na Terra ou no espaço.
