Bateria “eterna”: dispositivo feito de diamante promete energia por mais de 5 mil anos

Cientistas desenvolveram uma bateria de diamante com carbono-14 que tem o potencial para funcionar por milhares de anos, substituindo as tradicionais de íon-lítio e sendo uma opção mais sustentável.

baterias — Bateria de íon-lítio (prateada) e a nova bateria de diamante (a escura). Crédito: United Kingdom Atomic Energy Authority/Reprodução.

O carbono-14 é amplamente usado na área da arqueologia por permitir a datação precisa de materiais antigos, graças ao seu decaimento previsível. E agora, ele foi usado para o desenvolvimento de uma nova tecnologia que pode resolver um grande desafio da atualidade: a durabilidade das fontes de energia.

Uma equipe de pesquisadores liderada por Sarah Clark, da Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido (UKAEA), e pelo professor Tom Scott, da Universidade de Bristol, desenvolveu uma bateria feita de carbono-14 encapsulado em diamante, que tem uma vida útil de 5.700 anos, sendo mais eficiente do que as soluções tradicionais. Veja mais detalhes da descoberta abaixo.

A nova tecnologia dessa bateria

Este novo tipo de bateria promete substituir as tradicionais baterias de íon-lítio e oferece uma solução sustentável e de longa duração, com uma variedade de aplicações.

A tecnologia inovadora utiliza o carbono-14, um isótopo radioativo que se destaca pela sua capacidade de transformar a radiação beta, emitida durante o decaimento do carbono-14, diretamente em eletricidade. Ou seja, a bateria gera corrente elétrica por meio dos elétrons liberados pelo decaimento do isótopo.

A bateria de íon-lítio, muito utilizada em equipamentos eletrônicos portáteis, como notebooks, smartphones e câmeras fotográficas, tem durabilidade que pode variar de acordo com o uso, a qualidade e o tipo. Mas na média, ela dura cerca de 10 anos.

"Baterias de diamante oferecem uma maneira segura e sustentável de fornecer níveis contínuos de microwatts de energia. Elas são uma tecnologia emergente que usa um diamante industrial para encapsular com segurança pequenas quantidades de carbono-14", comentou Clark.

O diamante é uma forma cristalina do carbono, extremamente estável e resistente a mudanças químicas ou físicas. Então, quando o carbono-14 é encapsulado dessa forma, ele fica protegido da degradação e da interação com o ambiente externo, aumentando sua durabilidade.

Os desafios e limitações

A produção em massa dessas baterias de diamante enfrenta desafios significativos, principalmente por causa da escassez e do alto custo do carbono-14. Contudo, avanços no processo de encapsulamento em diamantes têm demonstrado grande potencial para viabilizar essa tecnologia, o que pode torná-la uma opção real para vários setores.

Fraca radioluminescência capturada por uma câmera de baixa intensidade de luz de um filme de carbono de diamante sintético feito de átomos de carbono-14. Crédito: United Kingdom Atomic Energy Authority/Reprodução.

Além disso, as baterias de níquel-63 também seguem um princípio semelhante de encapsulamento em diamante e estão sendo desenvolvidas paralelamente, o que aumenta ainda mais as chances de aplicação dessa tecnologia.

Aplicações da bateria de diamante

Na área da medicina, essa bateria pode ser a solução definitiva para dispositivos implantáveis como marca-passos, eliminando a necessidade de substituições frequentes, um processo que é complicado e custoso. Com a sua longevidade de milhares de anos, a bateria poderia operar por toda a vida do paciente sem precisar de manutenção.

No setor espacial, as sondas espaciais utilizam geradores termelétricos que dependem de plutônio-238 e perdem eficiência com o tempo. Então, com as baterias de diamante, as futuras missões espaciais poderiam ser mais leves, rápidas e duradouras, com menos necessidade de manutenção e substituição frequente, e uma maior eficiência.