Bateria nuclear usa diamante sintético e pode gerar eletricidade eterna

Uma nova tecnologia desenvolvida na Universidade de Bristol, na Inglaterra, foi capaz de gerar energia a partir de um diamante artificial imóvel posicionado no campo radioativo de resíduos nucleares. A invenção, criada por uma equipe de físicos e químicos da universidade britânica, pode revolucionar o campo de geração de eletricidade limpa, além de encontrar uma solução prática para os problemas com lixo nuclear.

Para entendermos melhor como esse novo processo funciona e como ele pode alterar a maneira de se produzir energia elétrica, devemos, primeiramente, entender como ela é gerada atualmente. De maneira bastante simplificada, todos os processos de geração de eletricidade exigem uma fonte de energia, independente de qual seja, que é usada para girar um ímã dentro de uma bobina e gerar corrente.

Movimento para gerar energia

É assim que funcionam, por exemplo, as usinas hidrelétricas, eólicas, termoelétricas, nucleares e muito mais. No primeiro caso, um dos meios mais populares de geração de eletricidade no Brasil, a energia potencial da água armazenada em uma represa é transformada em energia cinética pela gravidade, girando turbinas instaladas nas barragens. Geradores transformam essa energia cinética em energia elétrica, que é, então, distribuída pelas residências e outras estruturas.

Alguns [meios de produção de eletricidade] alteram a fauna e a flora local, com um impacto muito grande na natureza; outros, geram resíduos ou emitem poluentes

No caso da energia eólica, o que gira as turbinas é o vento. Nas termoelétricas, é o vapor da água em alta pressão, aquecida pela queima de diversas substâncias, como carvão, madeira, óleo combustível e gás natural. O princípio das usinas nucleares é o mesmo, mas com o calor sendo gerado pelo processamento de urânio enriquecido.

Todos esses meios possuem suas vantagens e desvantagens. Alguns alteram a fauna e a flora local, com um impacto muito grande na natureza; outros, geram resíduos ou emitem poluentes que, a longo prazo, podem ser um problema imenso para o meio ambiente.

Usina hidrelétrica: impacto na flora e na fauna

Entra o diamante

O segredo para essa nova tecnologia de geração de eletricidade é que ela não exige nenhum tipo de energia cinética que gere um campo magnético em interação com um circuito elétrico – a base da indução eletromagnética. Segundo Tom Scott, professor de Materiais da Universidade de Bristol, “não há partes móveis envolvidas no processo, nenhuma emissão gerada e ele não exige manutenção”.

Quando colocado em um campo radioativo, a gema artificial produz uma pequena corrente elétrica

Tudo foi feito usando um diamante sintético criado pelos cientistas em laboratório. Quando colocado em um campo radioativo, a gema artificial produz uma pequena corrente elétrica. A demonstração foi feita pela equipe da universidade usando um protótipo cuja fonte de radiação foi o Níquel-63, porém, os cientistas pretendem aumentar a eficiência da bateria usando Carbono-14, a versão radioativa do elemento que é mais famosa por ser usada na técnica de datação de materiais carbonáceos.

Diamantes sintéticos com função estética

Reduzindo o lixo nuclear

A grande vantagem no uso do Carbono-14, além do aumento no desempenho da bateria, é que esse material é produzido como resíduo em blocos de grafite que são usados para moderar reações em usinas nucleares. Esses blocos, quando não são mais usados, devem ser armazenados em segurança para evitar a emissão de radioatividade, o que é um enorme problema tanto operacional quanto financeiro.

A radiação de curto alcance do Carbono-14 é muito mais simples de se controlar e muito mais fácil de ser absorvida por outros materiais, no caso, os diamantes

Assim, o Carbono-14 seria removido desses blocos de grafite para ser usado nas baterias juntamente com o diamante e o lixo radioativo das usinas nucleares passaria ser um problema bem menor, custando bem menos para ser descartado seguramente, visto que seu potencial radioativo seria muito menor.

Além disso, a radiação de curto alcance do Carbono-14 é muito mais simples de se controlar e muito mais fácil de ser absorvida por outros materiais, no caso, os diamantes. A estrutura de alta dureza da gema sintética também ajudaria a proteger quem manuseia as baterias, pois ela é capaz de conter a emissão de maneira segura.

Lixo nuclear: ocupa espaço e gasta dinheiro

Fonte de energia eterna?

Uma das grandes vantagens da bateria nuclear de diamante é seu período de vida, apesar da baixa potência que apresenta. Podemos fazer uma comparação útil com as populares pilhas AA para definirmos em quanto tempo uma bateria feita com a nova tecnologia duraria.

A bateria contendo 1 grama de Carbono-14 demoraria para ter sua carga reduzida pela metade nada menos que 5730 anos

Caso seja utilizado apenas 1 grama de Carbono-14 em uma bateria de diamante, ela seria capaz de gerar 15 joules diariamente, bem menos que uma pilha AA. Porém, as alcalinas são feitas para serem descarregadas em períodos curtos. Uma delas com 20 gramas de material pode armazenar uma energia de 700 joules por grama, mas seria esgotada em apenas 24 horas de uso contínuo.

A bateria contendo 1 grama de Carbono-14 demoraria para ter sua carga reduzida pela metade nada menos que 5730 anos. Levando em conta que seria possível criar bateria com muito mais do que apenas 1 grama de Carbono-14, é possível ter uma bateria com potência aceitável e praticamente “eterna”, ou que dura pelo menos muito, mas muito mais do que o período de uma vida humana.

Você carregaria uma pilha nuclear no bolso?

Possíveis aplicações

De acordo com o professor Tom Scott, “esses dispositivos poderiam ser usados em situações onde não é possível carregar ou substituir uma bateria convencional. Aplicações óbvias seriam em aparelhos de baixa potência elétrica onde é necessária uma longa vida da fonte de energia, como marca-passos, satélites, drones de grandes altitudes ou mesmo naves espaciais”.

São tantas opções interessantes que a equipe está até pedindo a opinião do público sobre aplicações possíveis para a bateria de diamante. E você, onde acha que essa nova tecnologia poderia ser melhor aproveitada? Deixe sua ideia nos comentários.