Bateria de diamante que dura 28.000 anos, a bateria é a invenção que alimenta a maior parte do mundo moderno. Muitos eletrônicos que você gosta de usar não funcionarão sem elas. Isso inclui seu telefone, notebook, tablet e agora os carros elétricos estão chegando com tudo. Alguns satélites também usam baterias em órbita. No entanto essas baterias têm limitações que afetam seu desempenho, é por isso que os cientistas têm trabalhado duro para criar uma nova bateria.
O resultado mais recente é uma bateria de diamante que dura 28.000 anos, desenvolvida por Elon Musk com um núcleo nuclear. Portanto tem potencial para durar milhares de anos e também ajudar a eliminar o lixo nuclear. Como a bateria de diamante dura tanto e como ela funciona? É isso que vamos ver. Atualmente a melhor bateria com capacidade para uma ampla aplicação é a bateria de íons de lítio, você provavelmente está usando um dispositivo alimentado por uma bateria dessas.
Mas quais eram as baterias que existiam?
Se você dirige um carro elétrico deve agradecer a essas baterias da mesma forma. Muitos sistemas de armazenamento de energia usam baterias de íon de lítio, essas baterias substituíram a bateria de chumbo ácido. Especialmente em aplicações intensivas devido aos seus inúmeros benefícios. Mas as baterias de íons de lítio ainda tem suas limitações. E isso impede muitos avanços que a raça humana já poderia ter alcançado.
Por exemplo, células e baterias de íons de lítio não são tão robustas quanto algumas outras tecnologias, elas exigem proteção contra sobrecarga e descarga excessiva. Além disso, elas precisam ter a corrente mantida dentro dos limites seguros. Consequentemente, uma desvantagem das baterias de íons de lítio é que elas exigem circuitos de proteção incorporadas para garantir que sejam mantidas dentro de seus limites operacionais seguros.
Bateria de diamante que dura 28.000 anos e a vantagem em relação ao peso.
Portanto a adição dessas medidas de segurança aumenta o peso da bateria e o custo e também dificulta a manutenção e o descarte. Outra grande desvantagem das baterias de íons de lítio para eletrônicos de consumo, é que ela sofrem com envelhecimento. Além de sofrer com o tempo ela é dependente do número de ciclos de carga e descarga que sofreu. Muitas vezes as baterias só podem suportar entre 500 e 1000 ciclos de carga e descarga antes que perca sua capacidade.
Com o desenvolvimento das tecnologias esse número está aumentando, mas depois de um tempo as baterias podem precisar ser substituídas. E isso pode ser um problema se elas forem incorporadas ao equipamento. As baterias de íon de lítio envelhecem independentemente de estarem em uso ou não, e isso é um grande problema. Elas também têm um problema de transporte, muitas companhias aéreas limitam o número de baterias de íons de lítio que podem levar.
Bateria de diamante que dura 28.000 anos e o custo benefício.
Isso significa que seu transporte é limitado a navios. Também tem a questão dos custos, isso fica mais óbvio quando se trata de carros elétricos, cerca de um terço do preço vai para a bateria. Portanto, qualquer veículo elétrico que você comprar torna-os significativamente mais caros do que qualquer veículo a combustão. Na verdade, um veículo elétrico básico pode custar o que um veículo a combustão de luxo custa.
O íons de lítio também tem algumas restrições sobre como eles podem ser usados, por exemplo. Para obter o melhor das células e baterias de íons de lítio é aconselhável não carregar ou descarregar totalmente elas. O funcionamento das células e baterias entre 20 e 80% foi indicado como sendo o ideal. Alguns sistemas de gerenciamento de bateria podem garantir que as células nunca estejam totalmente carregadas ou descarregadas. E os níveis que elas indicam podem já levar isso em consideração.
O motivo delas não gostarem de ser totalmente descarregadas e carregadas é pelo fato de que em qualquer uma dessas situações, todos os íons de lítio serão removidos de um eletrodo ou outro. E isso faz com que o eletrodo se desintegre mais rápido. Além disso, as baterias de íons de lítio não funcionam muito bem em locais muito frios. Para veículos elétricos a autonomia diminui significativamente à medida que a temperatura cai por essas razões a humanidade precisa de uma bateria melhor.
Uso de lixo nuclear na fabricação das baterias
Portanto, os cientistas estão trabalhando para isso e o resultado disso é a bateria de diamante que dura 28.000 anos, que promete mudar o mundo por completo. Uma das empresas envolvidas no desenvolvimento de baterias de diamante é a ndb, uma Startup sediada na Califórnia. Ela anunciou sua nova bateria nano Diamond, mas outras pessoas chamam de bateria de Diamante nuclear. A ndb usa tecnologia feita de lixo nuclear em volta em diamante artificial.
A bateria nano Diamond tem uma incrível vida útil de até 28 mil anos. Isso é uma eternidade quando comparado a vida útil de uma bateria normal, ou qualquer outra coisa. A nova bateria pode um dia se tornar uma fonte de energia para qualquer aplicação que você precise, desde aviões a smartphones. Portanto, a ideia de uma bateria de diamante nuclear foi desenvolvida e apresentada pela primeira vez por cientistas da Universidade de Bristol na Inglaterra em 2016. Em uma palestra o professor Tom Scott explicou que sua equipe havia cultivado um diamante sintético.
Bateria de diamante que dura 28.000 anos e recarregáveis.
E esse diamante, pode gerar uma pequena corrente elétrica quando colocado em um campo radioativo. Mas, agora vem o melhor, a bateria resultante é efetivamente auto carregável, pois o diamante pode produzir uma carga quando colocado próximo a uma fonte radioativa. A equipe de Bristol demonstrou Inicialmente um protótipo que usava níquel 63 como fonte de radiação. Embora mais tarde tenha escolhido utilizar carbono 14. As usinas nucleares envelhecidas do Reino Unido contém enormes reservas de carbono 14, dentro dos blocos de grafite em seus reatores.
Embora o carbono 14 seja emissor de partículas beta de baixo rendimento ainda é muito arriscado permitir que ele entre no ambiente, e portanto deve ser armazenado com segurança. A longo prazo os cientistas de Bristol veem uma oportunidade valiosa em extrair e redirecionar o que é atualmente puramente um resíduo nuclear. No ano passado, uma empresa chamada Arken Light foi formada para assumir a comercialização do conceito de bateria de diamante. Usar os resíduos nucleares dessa maneira é muito melhor do que enterrá-los profundamente no solo.
Uso de resíduos nucleares como matéria prima
Onde é preciso tomar cuidado especial para evitar a contaminação. Muitas pessoas têm medo com a menção de materiais nucleares por causa do medo da radiação. No entanto as baterias nucleares de diamante não são perigosas, a bateria é beta voltaica e é semelhante a uma célula solar fotovoltaica. Para que converta a radiação beta, em vez de luz, em eletricidade. É fabricada através de deposição de vapor químico usando metano, c14 e plasma de hidrogênio, para desenvolver uma camada de diamante em altas temperaturas.
O diamante usado na bateria consiste em finas camadas de grãos cristalinos. Por isso é muito menor do que o diamante encontrado nos anéis. Essa estrutura multicamada também foi projetada para evitar vazamento de radiação e minimizar o perigo para a saúde humana. As partículas beta de carbono 14, embora inertes, não vão muito longe e tem segurança. Em uma matriz densa como o diamante a probabilidade de emitir radiação de uma forma que penetre na pele humana torna-se insignificante.
A nova bateria ainda terá resistência a altas temperaturas
Enquanto a ndb está se concentrando em aplicações pesadas como veículos elétricos, a Arken Light está procurando alimentar pequenos detectores; dispositivos e sensores sem fio ou implantes médicos; com baterias nucleares de diamante. A empresa vê a bateria de diamante como uma tecnologia capacitadora. O que significa que pode estimular o desenvolvimento de aplicativos que não seriam possíveis sem ela. Pesquisadores de Bristol testaram a força e a durabilidade de suas baterias de diamante no topo de um vulcão.
No experimento, protótipos foram usados para alimentar sensores dentro de uma estação de monitoramento remoto conhecida como ovo de dragão. Os ovos são projetados para serem entregues a um vulcão ativo por drone onde monitoram a umidade, as vibrações e as emissões de gases tóxicos.
A natureza do diamante é praticamente indestrutível.
Bateria de diamante que dura 28.000 anos, podem um dia ajudar no gerenciamento de energia distribuída para satélites ou espaçonaves. Permitindo que eles tenham uma vida operacional mais longa em ambientes extremos. Um bom candidato é o telescópio espacial James Webb, que tem uma vida útil de duas décadas devido às quantidades de combustível a bordo. Com bateria de diamante que dura 28.000 anos, a estação de observação espacial pode continuar a fornecer imagens impressionantes.
Que nos ajuda a saber mais sobre o universo por toda a eternidade. As baterias da Arken Light podem fornecer uma solução de encaixar e esquecer. E permitir o lançamento generalizado de dispositivos sem fio. De acordo com o CEO da Arken Light essa tecnologia também é muito econômica em questões de emissão. Por exemplo, com os recursos usados para fabricar uma bateria AA são usados quase 2,5 kg de carbono na fabricação de uma densidade de energia equivalente a bateria de diamante.
A Arken Light pretende estabelecer uma fábrica em uma das várias usinas nucleares desativadas no sudoeste da Inglaterra. Ou possivelmente no norte do País de Gales, dessa forma a empresa tem fácil acesso a isótopos de carbono 14 para a fabricação das baterias. O CEO estima que se tudo correr bem as baterias de carbono 14 começarão a aparecer nos dispositivos já em 2024.