A pilha de diamante recolhe os eletrões em movimento rápido excitados pela radiação, tal como a energia solar utiliza células fotovoltaicas para converter os fotões em eletricidade.
A primeira bateria nuclear do mundo, que usa um isótopo radioativo incorporado num diamante, poderá alimentar pequenos aparelhos durante milhares de anos.
Um novo estudo publicado pela Universidade de Bristol revelou que a primeira bateria de diamante nuclear do mundo poderá alimentar dispositivos durante milhares de anos.
Num comunicado divulgado no dia 4 de dezembro, os cientistas explicaram a mecânica desta bateria nuclear, que se serve da reação de um diamante colocado perto de uma fonte radioativa para produzir espontaneamente eletricidade.
Como explica a Live Science, ao contrário das fontes de energia convencionais, esta bateria não precisa de qualquer movimento – nem linear nem rotacional. Isto significa que não é necessária energia para mover um íman através de uma bobina ou para rodar uma armadura dentro de um campo magnético para produzir corrente elétrica.
Em vez disso, esta bateria recolhe os eletrões em movimento rápido excitados pela radiação, à semelhança da energia solar que utiliza células fotovoltaicas para converter os fotões em eletricidade – explicam os investigadores.
Carbono-14 é o elemento-chave
Os cientistas demonstraram pela primeira vez um protótipo de bateria de diamante – que utilizava o níquel-63 como fonte radioativa – em 2017. Agora, desenvolveram uma bateria feita de isótopos radioativos de carbono-14 incorporados em diamantes fabricados.
Os investigadores escolheram o carbono-14 como material de origem, uma vez queo emite radiação de curto alcance, que é rapidamente absorvida por qualquer material sólido, o que significa que não há preocupações quanto aos danos causados pela radiação.
Apesar de a proximidade do carbono-14 ser potencialmente perigosa, o diamante que o contém impede a fuga de qualquer radiação de curto alcance.
“O diamante é a substância mais dura conhecida pelo homem; não há literalmente nada que possamos utilizar que possa oferecer mais proteção”, explicou o líder da investigação, Neil Fox, no comunicado.
Incrivelmente eficiente
O novo estudo revelou que uma única pilha de diamante nuclear contendo 0,04 onças (1 grama) de carbono-14 poderia fornecer 15 joules de eletricidade por dia.
Para comparação, uma pilha alcalina AA normal, que pesa cerca de 20 gramas, tem uma capacidade de armazenamento de energia de 700 joules por grama.
No entanto, apesar de fornecer mais energia do que a pilha de diamante nuclear a curto prazo, esgotar-se-ia em 24 horas.
Em contrapartida, a meia-vida do carbono-14 é de 5.730 anos, o que significa que a bateria levaria esse tempo a esgotar-se a 50% da energia.
Como outro ponto de comparação usado pela Live Science, uma nave espacial alimentada por uma bateria de diamante de carbono-14 chegaria a Alpha Centauri – o nosso vizinho estelar mais próximo, que fica a cerca de 4,4 anos-luz da Terra – muito antes de a sua energia se esgotar significativamente.
Aplicações práticas
Segundo os cientistas, a bateria poderá ter várias aplicações, incluindo máquinas raios X e dispositivos médicos que precisam de funcionar durante muito tempo mas requerem pouca energia, como pacemakers.
Seria também uma tecnologia útil para máquinas que funcionam em ambientes difíceis e perigosos, como as máquinas de petróleo e gás no fundo do mar.
A bateria também poderia ser suficientemente pequena para alimentar etiquetas de radiofrequência para identificar e localizar dispositivos e cargas úteis na Terra ou no espaço.
