Nanomaterial transforma radiação nuclear diretamente em eletricidade

Há pouco mais de uma semana, cientistas alcançaram o maior avanço nos materiais termoelétricos nos últimos 50 anos (veja Materiais termoelétricos têm eficiência aumentada em 40%). Esses materiais são capazes de transformar diretamente o calor em eletricidade.

Radioatividade em eletricidade

Agora, pesquisadores de outros dois laboratórios, anunciaram ter descoberto uma forma de aumentar drasticamente o rendimento de materiais capazes de transformar radioatividade - e não calor - diretamente em eletricidade.

A descoberta poderá alterar totalmente o projeto das centrais nucleares, tornando-as menores, mais simples e mais baratas. Hoje essas usinas usam o calor da fissão nuclear para aquecer água, que se transforma em vapor, que faz girarem turbinas, que acionam geradores, que geram a eletricidade. O novo material converte a radiação diretamente em eletricidade.

Segundo os pesquisadores Liviu Popa-Simil e Claudiu Muntele, os materiais que eles estão desenvolvendo são capazes de gerar 20 vezes mais energia a partir do decaimento radioativo do que os materiais termoelétricos disponíveis.

Nanomaterial

Materiais capazes de converter radioatividade em eletricidade já foram utilizados em várias sondas espaciais nos anos 1960 e 1970. Contudo, esses materiais nunca foram eficientes o suficiente para aplicações em larga escala, principalmente em reatores nucleares.

O advento da nanotecnologia permitiu que os pesquisadores desenvolvessem um nanomaterial à base de nanotubos de carbono. Fatias de nanotubos são recobertas com uma película de ouro e circundadas com hidreto de lítio, um material largamente utilizado em baterias recarregáveis.

As partículas radioativas que atingem a camada de ouro empurram uma grande quantidade de elétrons em direção à camada de nanotubos de carbono, que os coleta e transporta com grande eficiência. A seguir, os elétrons atingem a camada de hidreto de lítio, de onde se dirigem aos eletrodos, permitindo que a corrente elétrica flua.

Centrais nucleares e sondas espaciais

Em operação criogênica, o nanomaterial atinge um rendimento de até 99%. Em ambiente real, os pesquisadores asseguram que ele é capaz de gerar até 1 kW/h por cm³, contra 0,2 kW/h por cm³ dos materiais anteriores.

Apesar do entusiasmo gerado pela descoberta, e de já terem aberto uma empresa para comercializar seu invento, os pesquisadores afirmam que o projeto de usinas nucleares não é algo que se altere da noite para o dia, e que eles acreditam que o novo material radioelétrico somente será utilizado em centrais nucleares dentro de uma década.

Contudo, com rendimentos no nível de 1 kW/h por cm³, o novo nanomaterial passa a se tornar interessante também para outras aplicações, inclusive móveis, como o abastecimento de navios, submarinos e até trens. Sem contar uma nova geração de sondas e robôs espaciais.