Baterias de diamante feitas de lixo nuclear duram 5 mil anos

Um dos grandes e incontornáveis obstáculos à utilização de material nuclear na produção de energia, é a dificuldade de lidar com os resíduos. A carga poluente é danosa de forma "permanente" para o planeta.

Agora, físicos e químicos da Universidade de Bristol, no Reino Unido, encontraram uma forma de converter milhares de toneladas de resíduos nucleares em baterias de diamante. Estas baterias podem gerar uma pequena corrente eléctrica por mais tempo do que toda a história da civilização humana.

Tom Scott, geoquímico na Universidade de Bristol, e a sua equipa, criaram um protótipo de bateria de diamante que usa um isótopo instável de níquel (níquel-63) como fonte de radiação.

Não há partes móveis envolvidas, nenhuma emissão gerada e nenhuma manutenção necessária, apenas a geração directa de eletricidade. Ao encapsular materiais radioativos dentro de diamantes, transformamos um problema de longo prazo de resíduos nucleares numa bateria de energia nuclear e num fornecimento de energia limpa a longo prazo.

O níquel-63 tem uma vida-média de, aproximadamente, 100 anos, o que significa que o protótipo do dispositivo ainda manteria, aproximadamente, 50% de sua “carga” durante 100 anos. Contudo, os cientistas dizem que há uma fonte ainda melhor com a qual poderiam trabalhar – e isso acabaria por fornecer uma solução para a enorme qualidade de lixo nuclear do Reino Unido.

Como podemos ler na publicação ScienceAlert, os reactores Magnox estão a ser desmantelados após mais de meio século de serviço. Estes reactores usavam blocos de grafite como moderadores para retardar os neutrões e manter o processo de fissão nuclear em funcionamento mas, décadas de exposição, deixaram o Reino Unido com 104.720 toneladas de blocos de grafite, agora classificados como resíduos nucleares porque a radiação altera parte da substância em carbono-14 radioativo.

O que é o Carbono-14?

O carbono-14 é um isótopo de carbono instável. Assim, essas toneladas de grafite precisam ser armazenadas e vigiadas com segurança enquanto permanecem radioativas. Mas estaremos a falar num longo período, dado que o carbono-14 tem uma vida-média de cerca de 5.730 anos. Nessa perspectiva, a equipa decidiu tentar transformá-lo em baterias extremamente duradouras.

O Carbono-14 foi escolhido como material de origem porque emite uma radiação de curto alcance, que é rapidamente absorvida por qualquer material sólido. Isso significa que ele é perigoso se ingerido e não deve tocar na pele, mas é muito seguro em diamante, onde nenhuma radiação de curto alcance poderia escapar.

Afirmou Neil Fox, um dos investigadores.

Mas onde poderão ser usadas estas baterias?

Segundo os investigadores, estas baterias de carbono-14 apenas teriam grande utilidade para serem aplicadas em cenários onde somente fosse necessário baixa potência, mas a sua resistência seria avassaladora.

Vejamos o seguinte exemplo de comparação: uma tradicional pilha AA alcalina pesa cerca de 20 gramas, tem uma capacidade de armazenamento de 700 Joules por grama, e usa esta energia em funcionamento contínuo, cerca de 24 horas. Uma bateria de diamante, contendo 1 grama de carbono-14, produzirá 15 Joules por dia, mas continuará a produzir essa energia por 5.730 anos.

Este nível de produção poderia tornar as baterias de diamante úteis em situações onde não é possível carregar, ou substituir, baterias convencionais. Poderiam então ser uma solução "definitiva" para alimentar dispositivos eléctricos de baixa potência, onde a vida longa da fonte de energia é necessária, como os pacemakers, satélites, drones de alta altitude ou até mesmo naves espaciais.

Os investigadores, contudo, afirmam que ainda é cedo para falar sobre a aplicação prática destas baterias, pois o interessante no momento será mesmo o facto de se poder eliminar do planeta uma enorme quantidade de lixo nuclear e, claro, se com isso o mundo obtiver uma bateria que alimenta gadgets para "todo o sempre"... melhor.