Baterias de diamante prometem alimentar sondas espaciais por 100 anos

O protótipo produzido no Japão também tem potencial para eletrificar minas subterrâneas

Baterias de diamante prometem alimentar sondas espaciais por 100 anos

Baterias de diamante capazes de gerar eletricidade por 100 anos estão sendo consideradas para uso em sondas espaciais e em equipamentos de mineração subterrânea. Essas baterias usam diamantes artificiais, que geram eletricidade quando colocados em um campo radioativo. Se a radioatividade puder ser controlada e bloqueada envolvendo essas baterias em alumínio ou outras folhas de metal, elas poderão ser utilizadas. “Este é um lindo cristal. Poderíamos extrair o potencial dos diamantes”, disse Satoshi Koizumi, chefe do Wide Bandgap Semiconductor Group do National Institute of Materials Science, segurando um protótipo de bateria, da cor de um diamante bruto, produzido pelo grupo.

Por ser a substância mais dura do mundo, o diamante é amplamente utilizado como ferramenta industrial e pode até ser transformado em semicondutores. O grupo produziu um diodo de junção PN, um dos dispositivos semicondutores mais simples, anexando uma fina película de diamante a uma base de diamante para gerar eletricidade. Baterias de diamante, ou baterias beta voltaicas, geram eletricidade enquanto estão em campos radioativos onde podem receber raios beta de isótopos como carbono-14 e níquel-63. Essas baterias têm vida longa porque o carbono-14 e o níquel-63 decaem pela metade em aproximadamente 5.700 e 100 anos, respectivamente.

Usando carboneto de silício, as empresas americanas e outras colocaram as baterias beta voltaicas em uso prático. Embora o diamante tenha uma maior taxa de troca de calor e carboneto de silício, a produção de semicondutores a partir do diamante é mais difícil. A bateria de diamante produzida pelo NIMS é o resultado da tecnologia e do know-how que o instituto nacional de pesquisa e desenvolvimento acumula desde a década de 1990 neste campo. A taxa de troca de calor do material usado é de cerca de 28%, a mais alta do mundo e próxima do limite teórico, embora no nível do elemento.

O grupo de pesquisa do NIMS usou elétrons, adotados por dispositivos como microscópios eletrônicos, em vez de raios beta para a produção de eletricidade, mas planeja usar o níquel-63 a partir de agora. Um grande problema que os desenvolvedores ainda precisam resolver é como tornar as baterias mais eficientes aumentando a potência de saída. Por enquanto, essas baterias geram apenas microwatts de eletricidade – um micro-watt é um milionésimo de watt.