Conheça a bateria revolucionária que passaria milênios sem recarga

27 de março de 2025

Pesquisadores desenvolveram uma bateria nuclear movida a radiocarbono que pode durar milênios sem recarga

A constante necessidade de recarregar baterias de dispositivos como celulares e veículos elétricos tem se tornado um desafio diário para os usuários. As baterias de íon de lítio (Li-ion) são amplamente utilizadas nesses aparelhos, mas com o tempo, elas perdem eficiência, exigindo recargas cada vez mais frequentes.

Para resolver esse problema, pesquisadores da Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology (DGIST), na Coreia do Sul, desenvolveram um protótipo de bateria nuclear movida a radiocarbono, um isótopo radioativo do carbono, que pode durar milênios sem a necessidade de recarga, oferecendo uma alternativa mais segura e duradoura.

Este avanço promete não apenas solucionar a questão da durabilidade das baterias, mas também reduzir o impacto ambiental gerado pelas baterias tradicionais. A pesquisa, liderada pelo professor Su-Il In, doutor pela Royal Society of Chemistry, destaca que a busca por soluções energéticas sustentáveis é cada vez mais urgente, à medida que a demanda por baterias de longa duração cresce.

A inovação do radiocarbono

As baterias nucleares funcionam gerando energia a partir de partículas de alta energia emitidas por materiais radioativos, mas nem todos os elementos radioativos são perigosos. O radiocarbono, por exemplo, emite partículas beta que podem ser facilmente bloqueadas por uma fina camada de alumínio, tornando-o uma opção segura para baterias nucleares.

carbono-14 — O radiocarbono é considerado uma fonte ideal para baterias de longa duração (Imagem: luchschenF / Shutterstock.com)

O radiocarbono é um subproduto das usinas nucleares, o que o torna acessível, barato e reciclável, além de ter uma vida útil longa, com uma meia-vida de 5.730 anos. Esse fator torna o radiocarbono uma fonte ideal de energia para baterias de longa duração.

Em uma entrevista ao Interesting Engineering, o professor Su-Il In explicou que o uso do radiocarbono nas baterias pode proporcionar uma fonte de energia que duraria milênios. “Eu acredito que as baterias nucleares são uma das poucas soluções verdadeiramente de longo prazo para a crescente demanda de energia e para a degradação ambiental”, afirmou In ao Interesting Engineering. Ele também explicou como o processo de degradação do radiocarbono é tão lento que poderia alimentar dispositivos por períodos extraordinários sem necessidade de recarga.

Como funciona a nova bateria nuclear

O princípio das betavoltaicas é simples: quando as partículas beta do radiocarbono atingem um semicondutor, elas geram eletricidade. Para aumentar a eficiência do processo, a equipe de In utilizou um semicondutor à base de dióxido de titânio — comumente usado em células solares — sensibilizado com um corante à base de rutênio.

O tratamento com ácido cítrico fortalece a ligação entre o dióxido de titânio e o corante, permitindo que os raios beta do radiocarbono provoquem uma avalanche de elétrons, gerando energia de forma eficiente.

bateria nuclear — Nova bateria tem melhor eficiência de conversão de energia (Imagem: PabloUA / iStock)

Essa inovação resultou em uma melhoria significativa na eficiência de conversão de energia, que aumentou de 0,48% para 2,86%, comparado aos designs anteriores que utilizavam radiocarbono apenas no cátodo. “À medida que o radiocarbono passa por decaimento beta, ele emite partículas beta que excitam o corante dentro da bateria, gerando elétrons adicionais, produzindo eletricidade”, explicou In.

O futuro das baterias nucleares

Uma das características mais impressionantes da bateria de radiocarbono é que ela não precisa de recarga.
Além disso, o escudo de alumínio utilizado garante que não haja exposição à radiação para os usuários.
Segundo In, essas baterias são extremamente estáveis, seguras contra combustão ou explosões e funcionam de maneira confiável em condições adversas, tanto em temperaturas altas quanto baixas.
Isso as torna ideais para aplicações em sensores remotos, equipamentos espaciais e dispositivos médicos.
As possibilidades de aplicação dessa tecnologia são vastas. Por exemplo, uma bateria nuclear de radiocarbono poderia alimentar um marcapasso durante toda a vida do paciente, eliminando a necessidade de substituições cirúrgicas.
Outro ponto positivo é a sustentabilidade: enquanto as baterias de íon de lítio enfrentam desafios relacionados à mineração e descarte, as baterias de radiocarbono oferecem uma alternativa mais limpa e ambientalmente amigável.
Esses avanços indicam que estamos cada vez mais perto de uma revolução na forma como gerenciamos e armazenamos energia, com tecnologias que não apenas atendem às crescentes necessidades, mas também preservam o meio ambiente para as gerações futuras.