Resíduos nucleares, diamantes e como eles podem revolucionar as baterias de smartphones
A ficção científica se tornou realidade à medida que carregamos telefones que agem como pequenos computadores em nossos bolsos. No entanto, mesmo com o avanço da tecnologia, somos impedidos pela fonte de energia por trás da tecnologia, limitando as vantagens que esses dispositivos representam. A partir do momento em que ligamos um dispositivo, o relógio está correndo à medida que a bateria se degrada e perde capacidade . Em uma base diária, certificar-se de que uma bateria está carregada e pronta para uso é um aborrecimento, e todos nós esquecemos de conectá-la durante a noite de vez em quando.
Para mim, como criador de conteúdo e com câmeras, drones , tablets , microfones e outros dispositivos para me manter carregado, pode se tornar uma tarefa e tanto garantir que todos os meus eletrônicos estejam funcionando quando preciso deles. Para piorar a situação, em muitos telefones e outros dispositivos móveis, substituir a bateria é difícil ou completamente impossível. Mas uma solução está no horizonte. Um dia, em breve, uma revolução das baterias chegará usando uma combinação improvável de lixo nuclear e diamantes.
Por que as baterias de telefone de hoje são um problema
Do início ao fim dos ciclos de vida de nossos eletrônicos, as baterias apresentam muitos problemas. A mineração de lítio e outros componentes das baterias que utilizamos atualmente é um negócio sujo e destrutivo – assim como o refinamento desses materiais raros. À medida que a demanda aumenta, esses impactos afligem cada vez mais nossas paisagens selvagens com consequências potencialmente desastrosas.
Uma vez que nossas baterias morrem, elas e os dispositivos que alimentam acabam apodrecendo em aterros sanitários . Às vezes, nosso lixo eletrônico é enviado para o exterior, onde é recuperado ou queimado de forma inexperiente e acaba no ar e na água. Apenas uma pequena porcentagem de nossos eletrônicos descartados é realmente reciclada com responsabilidade. Se as baterias não se degradassem tão rapidamente, esse desperdício poderia ser drasticamente reduzido.
Como a tecnologia nuclear pode ser nossa solução
De todas as novas tecnologias de baterias promissoras que estão sendo trabalhadas hoje, a mais empolgante deve ser as baterias nucleares. Essas baterias não apenas durariam dezenas, centenas ou mesmo milhares de anos, mas também gerariam sua própria energia a partir da radiação. Em um futuro não tão distante, nossas baterias podem não apenas durar mais que nossos telefones e possivelmente exceder nossa própria vida útil muitas vezes, mas nunca precisariam ser recarregadas.
Como se o conceito de baterias nucleares não pudesse soar mais maluco, as que um dia poderiam chegar aos nossos telefones e carros seriam, na verdade, feitas de nanodiamantes artificiais. Chamar a ciência por trás dessas baterias de nanodiamantes de complexo é um eufemismo. Essencialmente, nos termos mais simples possíveis, os elementos radioativos são extraídos de resíduos nucleares e envoltos em diamantes usando deposição química de vapor. O diamante então atua como um transdutor para transformar a radiação em eletricidade.
Além da longevidade e capacidade de auto-carregamento, as baterias nucleares revolucionariam o design dos smartphones. Eles tornariam as portas de carregamento desnecessárias, para que os telefones pudessem ser totalmente à prova d'água e muito mais resistentes do que nunca. Também é concebível, à medida que os diamantes artificiais se tornam mais baratos de produzir, que nossos telefones possam em breve ser revestidos de diamante e, portanto, praticamente indestrutíveis.
Além dos telefones, essas baterias nucleares poderiam alimentar todos os dispositivos eletrônicos que usamos hoje. De smartwatches e fones de ouvido a carros, drones e até robôs. Uma vez que você começa a pensar sobre isso, você percebe que as baterias de nanodiamantes têm o potencial de mudar muitos aspectos de nossa tecnologia que estão sendo retidos pelas limitações de nosso design de bateria atual e profundamente falho.
A empresa que tenta tornar as baterias nucleares uma realidade
Uma das empresas líderes no desenvolvimento dessa tecnologia é a NDB , sigla que significa “Nano Diamond Batteries”. Nas palavras do CEO do NDB, Dr. Nima Golsharifi, quando entrevistado para um episódio do podcast Energy Cast : “Falando metaforicamente, é semelhante a painéis solares; a diferença é que o NDB gera eletricidade usando a radiação de materiais radioativos em vez da luz solar”
As baterias de diamante também são uma solução possível para os problemas há muito negligenciados em torno do descarte de resíduos de usinas de fissão nuclear. Enormes quantidades desse material altamente perigoso existem em todo o mundo, e armazená-lo ou descartá-lo é incrivelmente caro. No entanto, esse resíduo também é rico em energia e é o que alimenta as baterias nucleares que o NDB está desenvolvendo.
Como diz o Dr. Golsharifi: “As soluções NDB, e o objetivo de nossa empresa, é fazer bom uso desses subprodutos e resolver os problemas de resíduos nucleares e, por sua vez, ajudar o meio ambiente promovendo a energia nuclear, que é uma fonte limpa, e, por sua vez, apoiando a sociedade criando uma espécie de economia circular”.
Obviamente, uma pergunta lógica que você pode fazer é se essas baterias são seguras ou não . Há um estigma em torno de qualquer coisa relacionada à energia nuclear, que é um obstáculo potencial para a adoção dessa tecnologia, mas o Dr. Golsharifi acredita que esse medo pode ser superado por meio da educação: “Muitas pessoas não sabem que a maioria dos detectores de fumaça contém material radioativo; ainda assim, eles os têm em casa sem nenhum problema.”
A radiação das baterias nucleares está trancada com segurança dentro desses minúsculos diamantes. “Temos um sistema de travamento do transdutor que impede que o isótopo seja acessado em massa e utilizado para outros fins que não a fonte de energia do NDB. Fazemos isso especificamente pela implantação de íons de radioisótopos em nanoescala dentro de nossa estrutura, e isso nos permite atender a vários requisitos de segurança do consumidor”, explica o Dr. Golsharifi.
O NDB fez uma extensa pesquisa para garantir que suas baterias sejam seguras o suficiente para serem usadas em produtos como telefones e carros. De muitas maneiras, as baterias NDB não produzem emissões ou radiação prejudicial. As baterias nucleares compostas de diamantes quase indestrutíveis são provavelmente mais seguras do que as baterias de íons de lítio, que são conhecidas por explodir e pegar fogo.
Outra questão pertinente é o custo. Afinal, estamos falando de um produto feito de diamantes e materiais nucleares. No entanto, o custo já está caindo, de US$ 2,4 milhões por quilograma para US$ 40.000 em 2018 (de acordo com o Dr. Golsharifi). O NDB espera que o preço caia ainda mais com a produção em massa, começando a ser mais caro que o íon-lítio e diminuindo com o tempo, para eventualmente ter um preço competitivo com o íon-lítio.
Mesmo que sejam mais caras inicialmente do que as baterias tradicionais, você não estaria disposto a pagar mais por um telefone que nunca precisa recarregar ? Um carro que nunca precisa ser reabastecido? Dispositivos que não apenas nunca secam, mas que vendem seu suco de volta à rede ou reduzem sua conta de energia doméstica?
As baterias de nanodiamantes nunca precisam ser recarregadas, duram mais do que os dispositivos que alimentariam, são seguras para uso em produtos de consumo e ajudariam a lidar com a antiga questão de o que fazer com nosso lixo nuclear.
Dispositivos nucleares chegando em 2023
Então, quando podemos esperar ver as baterias nucleares chegarem ao mercado? O NDB já realizou testes de prova de conceito e pretende ter um produto funcional pronto até 2023. A Arkenlight , outra empresa de baterias de nanodiamantes, já possui baterias nucleares de baixa potência em operação em equipamentos de monitoramento no vulcão Stromboli e em um depósito de lixo nuclear do Reino Unido. Será um pouco mais longe no futuro antes que as primeiras baterias de nanodiamante cheguem aos nossos smartphones e provavelmente muito mais tempo antes de alimentar nossos carros.
Mesmo que acabemos esperando de cinco a 10 anos para que essa tecnologia se torne comum, não é hora para um avanço tão revolucionário. Claro, também vale a pena reconhecer o quão imprevisível uma tecnologia de ponta como essa pode ser. No entanto, dado que a ciência por trás disso é sólida e que pequenas implementações dessas baterias já estão em campo, vejo uma boa razão para estar otimista de que um dia em breve nossas baterias durarão mais que nossos telefones e nunca precisaremos ser recarregado .
