A ‘era do diamante’ do desenvolvimento de pilhas com energia nuclear

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tempo de vida de pilhas de energia nuclear
tempo de vida de pilhas de energia nuclear

Foi desenvolvida uma nova tecnologia que utiliza lixo nuclear para gerar eletricidade numa pilha alimentada por energia nuclear. Uma equipa de físicos e químicos da Universidade de Bristol utilizou um diamante artificial que, quando ecolocado num campo radioativo, é capaz de gerar uma pequena corrente elétrica.

O desenvolvimento pode resolver alguns dos problemas do lixo nuclear, a geração de eletricidade limpa e a vida útil das pilhas.

Cabot Institute
Cabot Institute

Este método inovador para energia radioativa foi apresentado na palestra anual do Cabot Institute – “Ideias para mudar o mundo” – na sexta-feira, dia 25 de Novembro de 2015.

Ao contrário da maioria das tecnologias de geração de eletricidade, que utilizam energia para mover um íman através de uma bobina de fio para gerar corrente, o diamante artificial é capaz de produzir uma carga simplesmente por ser colocado próximo a uma fonte radioativa.

Tom Scott, professor de materiais na University’s Interface Analysis Centre e membro do Cabot Institute, disse: “Não há partes móveis envolvidas, nenhuma emissão é gerada e nenhuma manutenção é necessária, apenas produção direta de eletricidade. Ao encapsular o material radioativo dentro dos diamantes, transformamos um problema a longo prazo de lixo nuclear numa pilha com energia nuclear e um fornecimento de energia limpa de longo prazo”.

A equipa demonstrou um protótipo de “pilha de diamante” utilizando Níquel-63 como fonte de radiação. No entanto, estão a trabalhar para melhorar significativamente a eficiência, utilizando o carbono-14, uma versão radioativa do carbono, que é gerado em blocos de grafite utilizados para moderar a reação em centrais nucleares. Pesquisas de académicos de Bristol mostraram que o carbono-14 radioativo está concentrado na superfície desses blocos, sendo possível processá-lo para remover a maior parte do material radioativo. O carbono-14 extraído é então incorporado num diamante para produzir uma pilha com energia nuclear.

carbono-14
carbono-14

O Reino Unido detém atualmente quase 95 mil toneladas de blocos de grafite e, ao extrair o carbono-14, a sua radioatividade diminui, reduzindo o custo e o desafio de armazenar com segurança esse lixo nuclear.

O doutor Neil Fox, da School of Chemistry, explicou: “O carbono-14 foi escolhido como matéria-prima porque emite uma radiação de curto alcance, que é rapidamente absorvida por qualquer material sólido. Isso torná-lo-ia perigoso se ingerido ou se tocar na pele, mas mantido com segurança dentro do diamante, nenhuma radiação de curto alcance pode escapar. Na verdade, o diamante é a substância mais dura conhecida pelo homem, não há literalmente nada que possamos utilizar que possa oferecer mais proteção”.

Apesar do seu baixo consumo de energia, em relação às tecnologias de pilhas atuais, a vida útil dessas pilhass de diamante pode revolucionar a alimentação dos dispositivos em escalas de tempo longas. A quantidade real de carbono-14 em cada pilha ainda não foi decidida, mas uma pilha, contendo 1g de carbono-14, forneceria 15 Joules por dia. Isto é menos do que uma pilha AA. As pilhas alcalinas AA padrão são projetadas para uma descarga de curto prazo: uma pilha que pesa cerca de 20g tem uma classificação de armazenamento de energia de 700 Joules / g. Se operar continuamente, esgota-se em 24 horas. Utilizando carbono-14, a pilha levaria 5.730 anos para atingir 50% da energia, o que é quase o mesmo tempo que a civilização humana existe.

pilha de energia nuclear
pilha de energia nuclear

O professor Scott acrescentou: “Prevemos que estas pilhas sejam usadas em situações em que não seja viável carregar ou substituir as pilhas convencionais. As aplicações óbvias seriam em dispositivos elétricos de baixa potência, onde é necessária uma longa vida da fonte de energia, como pacemakers, satélites, drones de alta altitude ou mesmo naves espaciais.

Fonte: bristol.ac.uk

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