Esta pilha dura 5.700 anos até ficar sem energia. Será que chega?

Estamos a falar de uma pilha atómica que ultrapassa todas as expectativas. Tem energia para 5.700 anos graças ao diamante e ao carbono-14. Foi desenvolvido por cientistas da Universidade de Bristol e da Autoridade de Energia Atómica do Reino Unido.

Fornecer energia a um pequeno satélite durante 5 mil anos

Já não é a primeira vez que abordamos este assunto. Existem outras baterias atómicas, mas não são como esta. Pelo menos, não no papel.

Em meados de janeiro, a Betavolt Technology, uma empresa chinesa especializada no fabrico de semicondutores, anunciou que tinha desenvolvido com êxito uma bateria para o mercado de consumo que funciona com energia atómica. No seu cerne está um isótopo radioativo, o níquel-63, que se decompõe num isótopo estável de cobre e tem uma semi-vida de cerca de um século.

De acordo com os seus criadores, foi concebido para ter uma vida útil de 50 anos e pode alimentar uma vasta gama de dispositivos, incluindo sensores inteligentes, pequenos drones, robots, dispositivos médicos, dispositivos aeroespaciais e até smartphones. Tudo isto é impressionante, mas é ofuscado pela tecnologia que estamos prestes a conhecer, que desta vez não vem da China: vem do Reino Unido.

Tecnologia segura, sustentável e revolucionária

A informação que consta do título deste artigo está correta. Esta bateria concebida por cientistas da Universidade de Bristol (Inglaterra) e da Autoridade de Energia Atómica do Reino Unido tem uma vida útil de 5.700 anos e utiliza carbono-14 encapsulado num invólucro de diamante para fornecer a energia. O papel do carbono-14 nesta pilha é fundamental, da mesma forma que o níquel-63 é fundamental na pilha atómica da Betavolt Technology.

O carbono-14 é um isótopo radioativo e, portanto, instável, do carbono. É produzido principalmente na atmosfera como resultado da interação entre os raios cósmicos e o azoto atmosférico.

O que o diferencia do carbono “normal”, não radioativo, é que o carbono-14 tem dois neutrões adicionais no seu núcleo. A presença destes dois núcleos é responsável pela sua instabilidade e faz com que o seu decaimento seja muito lento. De facto, a sua meia-vida é de 5.700 anos. É precisamente daqui que vem o número que aparece no título.

Enquanto os átomos de carbono-14 não adotarem uma configuração completamente estável, continuarão a emitir radiação sob a forma de partículas, pelo que o que os cientistas britânicos, mencionados em cima, fizeram foi aproveitar estas partículas para transformar a sua energia em eletricidade. No entanto, ainda não sabemos qual o papel do invólucro de diamante, que tem um papel crucial: é necessário para capturar com segurança a radiação e produzir eletricidade.

De facto, o carbono-14 emite radiação de curto alcance, pelo que é efetivamente absorvido pelo invólucro de diamante, gerando baixos níveis de eletricidade.

Uma nota interessante: o tempo médio até ao instante em que um átomo instável se desintegra usando qualquer forma de radiação é chamado de meia-vida. E ao tempo que decorre até que a quantidade de núcleos instáveis de um elemento radioativo se reduza para metade da quantidade inicial dá-se o nome de período de semidesintegração.

Foto dos membros da equipa Diamond Battery, incluindo Neil Fox, Professor de Materiais para Energia na Universidade de Bristol (esquerda), com o equipamento de deposição de plasma na UKAEA.

Milhares de anos com a pilha a fornecer energia: revolucionário?

A conclusão mais óbvia que podemos tirar é que esta bateria atómica manterá metade da sua capacidade inicial mesmo após vários milhares de anos.

A sua capacidade de fornecimento de eletricidade é limitada, na ordem dos microwatts, mas em teoria poderia ser utilizada para alimentar implantes médicos, como pacemakers ou aparelhos auditivos; em aplicações espaciais, como pequenos satélites; e até em etiquetas de radiofrequência.

Tem outro trunfo a seu favor: pode ajudar a tratar os resíduos radioativos das centrais nucleares porque o carbono-14 será extraído dos blocos de grafite que são utilizados como moderadores da reação de cisão e até como material estrutural.