Roman GłogulskiA bateria nuclear BV100 é uma fonte revolucionária de energia que pode ter amplas aplicações em vários campos da vida. Ao contrário dos processos de fissão ou fusão nuclear, a decaimento nuclear é um processo espontâneo no qual isótopos emitem radiação, levando à formação de átomos mais estáveis. Os cientistas são capazes de aproveitar esses isótopos, convertendo a energia emitida em energia elétrica útil.
O fato de diferentes isótopos emitirem partículas alfa ou beta e raios gama durante o decaimento abre muitas possibilidades para o uso de diferentes materiais nucleares na produção de baterias nucleares.
A bateria nuclear BV100 difere de outras baterias nucleares, como a usada na missão lunar Chang’e-3 da espaçonave chinesa em 2013 ou o rover Mars NASA Curiosity. A BV100 é classificada como betavoltáica e gera corrente elétrica direta a partir de partículas beta (elétrons) emitidas pelo radioisótopo níquel-63. Ao expor essas partículas a um semicondutor de diamante, é criado um campo elétrico que, quando conectado a um circuito, gera energia elétrica.
Para aumentar a eficiência de conversão de energia, os pesquisadores da Betavolt desenvolveram um semicondutor único feito de diamantes de cristal único. Eles usaram diamante dopado com boro raramente visto como um substrato e um método de deposição química em fase vapor para produzir semicondutores de diamante.
A BV100 tem uma construção modular, com uma camada de 2 micrômetros de níquel-63 intercalada entre dois semicondutores de diamante de 10 micrômetros, criando uma unidade geradora de energia. Ao conectar vários módulos, é possível alcançar uma potência de saída variando de alguns microwatts a vários watts.
O aspecto mais importante é que a bateria BV100 tem uma longa vida útil de aproximadamente 50 anos. Isso é possível devido à longa meia-vida do isótopo níquel-63, que é superior a 100 anos.
A bateria BV100 tem amplas aplicações na aviação, bem como em outros campos. Além da aviação e dos marca-passos, as baterias nucleares também são usadas em drones de combate e cabos submarinos.
A disponibilidade e o custo dos isótopos são extremamente importantes na produção de baterias nucleares. Portanto, a competitividade de mercado depende das capacidades de produção dos fabricantes de isótopos. A Betavolt deve sua singularidade à capacidade de dopar diamantes e produzi-los em grande escala.
Um desafio importante para os cientistas é projetar baterias nucleares para dispositivos eletrônicos pequenos, como smartphones ou drones. Superar questões relacionadas à segurança nuclear, controle de emissão de radiação e danos de semicondutores de radiação gama em baterias betavoltáicas é necessário.
No entanto, as baterias nucleares têm um potencial tremendo e podem ser uma fonte robusta de energia no futuro. No entanto, sua longa vida útil está associada a um problema de descarte. Atualmente, não há necessidade de reciclagem em aplicações como aviação ou marca-passos, mas se torna um problema sério no caso de marcadores de navegação em alto-mar. A Betavolt planeja iniciar um processo de reciclagem para suas baterias visando minimizar o desperdício e proteger o meio ambiente. Após o decaimento do níquel-63 radioativo, a bateria BV100 se transforma em cobre-63 não radioativo, não representando ameaça ao ambiente natural.
Em conclusão, as baterias nucleares BV100 têm um potencial tremendo como fonte limpa e durável de energia que poderia revolucionar muitos aspectos da vida. Claro, existem inúmeros desafios, mas é importante continuar a pesquisa e desenvolvimento nessa área para atender à crescente demanda por energia de maneira sustentável.
