A Betavolt Technology , empresa sediada em Pequim, anunciou a miniaturização de baterias nucleares utilizando o radioisótopo Ni-63 e um módulo semicondutor de diamante (semicondutor de quarta geração).
A bateria nuclear (também conhecida como bateria atômica , bateria de radioisótopos, gerador de radioisótopos, bateria de radiação-voltaica ou bateria betavoltaica) consiste em um radioisótopo emissor de partículas beta e um semicondutor. Ela gera eletricidade através da transição semicondutora das partículas beta (ou elétrons) emitidas pelo radioisótopo níquel-63. A tecnologia da bateria betavoltaica (ou seja, bateria nuclear que utiliza as emissões de partículas beta do isótopo Ni-63 para geração de energia) está disponível há mais de cinco décadas, desde sua descoberta em 1913, e é rotineiramente utilizada no setor espacial para alimentar cargas úteis de espaçonaves. Sua densidade de energia é muito alta, mas a potência de saída é muito baixa. A principal vantagem da bateria nuclear é o fornecimento contínuo e de longa duração, por cinco décadas.
Tabela: Tipos de bateria
| Bateria química converte a energia química armazenada no dispositivo em eletricidade. É basicamente uma célula eletroquímica composta por três elementos básicos – um cátodo, um ânodo e um eletrólito. Podem ser recarregados, diferentes metais e eletrólitos podem ser usados, por exemplo, baterias alcalinas, hidreto metálico de níquel (NiMH) e íons de lítio. Possui baixa densidade de potência, mas saída de alta potência. |
| Bateria de combustível converte a energia química de um combustível (geralmente hidrogênio) e um agente oxidante (geralmente oxigênio) em eletricidade. Se o hidrogênio for o combustível, os únicos produtos serão eletricidade, água e calor. |
| Bateria nuclear (também conhecidos como Bateria atômica or Bateria de radioisótopos or gerador de radioisótopos ou Baterias de radiação voltaica) converte a energia do radioisótopo do decaimento de um isótopo radioativo para gerar eletricidade. A bateria nuclear tem alta densidade de energia e é de longa duração, mas tem a desvantagem de baixa potência. Bateria betavoltaica: uma bateria nuclear que utiliza emissões beta (elétrons) do radioisótopo. Bateria voltaica de raios X usa radiação de raios X emitida pelo radioisótopo. |
A verdadeira inovação da Betavolt Technology reside no desenvolvimento de um semicondutor de diamante monocristalino de quarta geração com 10 mícrons de espessura. O diamante é mais adequado para uso devido à sua grande banda proibida, superior a 5 eV, e à sua resistência à radiação. Conversores de diamante de alta eficiência são essenciais para a fabricação de baterias nucleares. Folhas de Ni-63 radioativo com 2 mícrons de espessura são colocadas entre dois conversores semicondutores de diamante. A bateria é modular, composta por diversas unidades independentes. A potência da bateria é de 100 microwatts, a tensão é de 3 V e suas dimensões são de 15 x 15 x 5 mm³.
A bateria betavoltaica da empresa americana Widetronix usa semicondutor de carboneto de silício (SiC).
A BV100, bateria nuclear em miniatura desenvolvida pela Betavolt Technology , está atualmente em fase piloto e provavelmente entrará em produção em massa em breve. Ela poderá ser utilizada para alimentar equipamentos de IA, equipamentos médicos, sistemas MEMS, sensores avançados, pequenos drones e microrrobôs.
Essas microfontes de energia miniaturizadas são uma necessidade atual em vista dos avanços na nanotecnologia e na eletrônica.
A Betavolt Technology planeja lançar uma bateria com potência de 1 watt em 2025.
Por outro lado, um estudo recente relata uma nova bateria de radiação voltaica de raios X (voltaica de raios X) com potência até três vezes maior do que a betavoltaica de última geração.
***
Referências:
- Tecnologia Betavolt 2024. Notícias – Betavolt desenvolve com sucesso bateria de energia atômica para uso civil. Publicado em 8 de janeiro de 2024. Disponível em https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Novo membro de microfontes de energia para explorações ambientais extremas: baterias voltaicas de raios X. Energia Aplicada. Volume 353, Parte B, 1º de janeiro de 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
 module. ){kind=link}