Um novo tipo de bateria nuclear, desenvolvido por investigadores da Universidade de Soochow, na China, oferece uma surpreendente melhoria de 8000 vezes na eficiência, aproveitando a energia do decaimento radioativo para fornecer energia de longa duração. Esta descoberta poderá conduzir a micro fontes de energia capazes de funcionar continuamente durante décadas.
Baterias com potências inacreditáveis
A bateria aproveita a energia libertada pelos resíduos nucleares através de um processo conhecido como decaimento radioativo. Ao contrário das baterias tradicionais, que são suscetíveis a condições ambientais como a temperatura, a pressão e os campos magnéticos, estas baterias micronucleares não são afetadas por esses fatores.
As baterias micronucleares convertem a energia libertada pelos radioisótopos em decomposição em energia elétrica de pequena escala, produzindo geralmente eletricidade na gama dos nanowatts a microwatts.
Afirmam os investigadores, no estudo.
Embora o conceito de utilização do decaimento radioativo para a produção de energia a longo prazo tenha sido explorado há mais de um século, as ineficiências têm dificultado a sua aplicação prática. A equipa da Universidade de Soochow deu passos notáveis na resolução destes problemas, selecionando materiais inovadores e aperfeiçoando a conceção da bateria.
A equipa centrou-se no elemento radioativo amerício, que é normalmente considerado lixo nuclear e emite partículas alfa. Embora estas partículas transportem uma quantidade significativa de energia, dissipam-na rapidamente no ambiente circundante, tornando difícil a sua captação para a produção de eletricidade.
As conceções tradicionais de baterias micronucleares sofrem de "auto-adsorção", um fenómeno em que a energia das partículas alfa se perde antes de poder ser convertida em energia utilizável. Este fenómeno tem sido um grande obstáculo à conversão eficiente de energia.
Um novo projeto para uma conversão eficiente de energia
Para enfrentar estes desafios, a equipa de investigação incorporou amerício num cristal de polímero especialmente concebido para o efeito. Este material atua como um conversor, transformando a energia de dissipação rápida das partículas alfa numa luz verde estável e brilhante.
Esta luminescência é depois aproveitada por uma célula fotovoltaica - um dispositivo semelhante a um painel solar em miniatura -, só que capta a energia do brilho do cristal de polímero em vez da luz solar. Todo o sistema está alojado num minúsculo recipiente de quartzo, produzindo uma bateria extraordinariamente compacta capaz de fornecer energia de forma consistente durante longos períodos.
Ao contrário das baterias químicas tradicionais, que se degradam com relativa rapidez, o tempo de vida destas baterias micronucleares é determinado pela semi-vida do radioisótopo utilizado, o que significa que podem continuar a funcionar durante várias décadas. No entanto, os investigadores reconhecem que os componentes externos da bateria se degradarão devido à exposição prolongada à radiação, limitando o seu tempo de vida operacional a apenas algumas décadas, apesar da meia-vida do amerício ser de 7380 anos.
Testes e potenciais aplicações destas baterias micronucleares
Os primeiros testes desta bateria micronuclear revelaram a sua capacidade de fornecer uma potência elétrica constante durante mais de 200 horas, confirmando a durabilidade excecional da tecnologia. A pequena quantidade de material radioativo necessário também a torna uma opção mais segura e sustentável para a produção de energia a longo prazo.
Embora os protótipos atuais produzam potências modestas, sendo necessárias muitas unidades para gerar uma quantidade mínima de luz, o potencial futuro é enorme. Especialistas como Michael Spencer, da Morgan State University, em Maryland, sublinharam a melhoria significativa da produção de energia e da eficiência de conversão em comparação com projetos anteriores.
Olhando para o futuro, os investigadores pretendem aperfeiçoar ainda mais o desempenho da bateria, melhorando a sua eficiência, aumentando a potência e garantindo a sua segurança. O manuseamento de materiais radioativos exige precauções rigorosas, mas os potenciais benefícios são enormes.
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