Em um avanço que pode redefinir o futuro da energia para dispositivos de baixa potência, cientistas desenvolveram uma bateria nuclear inovadora que combina perovskita e carbono-14, prometendo fornecer energia por centenas ou até milhares de anos sem necessidade de recarga. Essa tecnologia, destacada em um estudo publicado pela equipe do Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), na Coreia do Sul, liderada pelo professor Su-Il In, marca a criação da primeira célula betavoltaica de próxima geração, com aplicações potenciais em áreas como medicina, exploração espacial e tecnologia de drones. A pesquisa, publicada em 3 de maio de 2025, revelou um aumento de 56.000 vezes na mobilidade de elétrons, um marco na eficiência de conversão de energia.
A bateria utiliza o isótopo radioativo carbono-14, conhecido como radiocarbono, que possui uma meia-vida de 5.730 anos, permitindo uma fonte de energia extremamente duradoura. Durante a deterioração radioativa, o carbono-14 emite partículas beta – elétrons de alta energia que não conseguem penetrar a pele humana e podem ser bloqueados por uma fina camada de alumínio, tornando a tecnologia biologicamente segura, conforme explicado pelo professor In em um comunicado oficial à American Chemical Society. “Escolhi o carbono-14 porque ele gera apenas partículas beta, que são seguras para uso em dispositivos próximos ao corpo humano”, afirmou In em 26 de março de 2025. Essa característica é essencial para aplicações como marca-passos e sensores médicos, onde a segurança é prioritária.
A inovação da equipe da DGIST reside na integração de uma camada absorvedora de perovskita com eletrodos de nanopartículas e pontos quânticos de carbono-14. A perovskita, um material conhecido por sua eficiência em células solares, foi aprimorada com aditivos à base de cloro, como cloreto de metilamônio (MACl) e cloreto de césio (CsCl), que estabilizam sua estrutura cristalina e aumentam a eficiência de conversão de energia. Segundo a pesquisa, publicada na Royal Society of Chemistry, a célula betavoltaica atingiu uma eficiência de conversão de 2,86%, um salto significativo em relação aos 0,48% de designs anteriores. Durante testes, a bateria manteve uma saída de energia estável por até nove horas de operação contínua, demonstrando sua confiabilidade.
Apesar do progresso, a tecnologia enfrenta desafios. A densidade de potência atual, de cerca de 20,75 nanowatts por centímetro quadrado, é consideravelmente menor do que a de baterias de íons de lítio, que dominam o mercado de dispositivos portáteis. Isso limita sua aplicação a dispositivos de baixa potência, como sensores remotos, microchips e marca-passos. “Embora a potência seja baixa, a longevidade e a segurança da bateria a tornam ideal para ambientes extremos, como o espaço ou o fundo do mar, onde a substituição de baterias é impraticável”, destacou o doutorando Junho Lee, membro da equipe de pesquisa, em entrevista à Neowin em 17 de julho de 2025.
Além da Coreia do Sul, outros países estão avançando em tecnologias semelhantes. No Reino Unido, pesquisadores da Universidade de Bristol e da UK Atomic Energy Authority desenvolveram uma bateria de diamante com carbono-14, capaz de operar por milhares de anos, conforme anunciado em 4 de dezembro de 2024. Essa bateria, que utiliza resíduos de reatores nucleares, também aproveita a deterioração do carbono-14, encapsulada em diamante para garantir segurança. Sarah Clark, diretora do Ciclo de Combustível de Trítio da UKAEA, afirmou: “As baterias de diamante oferecem uma forma segura e sustentável de fornecer energia contínua em níveis de microwatts.” Na China, a Beita Pharmatech e a Northwest Normal University desenvolveram a bateria nuclear “Candle Dragon One”, que utiliza carbono-14 encapsulado em carboneto de silício, com testes bem-sucedidos em 35.000 pulsos de luz LED, conforme relatado pela Energy Storage em 13 de março de 2025.
Embora promissora, a comercialização em larga escala ainda enfrenta obstáculos, como o alto custo de produção de materiais radioativos e a necessidade de otimizar a eficiência energética. “Estamos trabalhando para acelerar a comercialização dessas baterias para ambientes extremos e buscar maior miniaturização”, disse o professor In, reforçando o compromisso da DGIST com a inovação. A tecnologia também levanta questões éticas e regulatórias, especialmente sobre o manejo seguro de isótopos radioativos, embora a baixa intensidade da radiação beta minimize esses riscos.
As informações apresentadas foram rigorosamente verificadas em fontes primárias, incluindo comunicados da DGIST, publicações da American Chemical Society, Royal Society of Chemistry e relatórios de imprensa confiáveis como Neowin, Interesting Engineering e Energy Storage. A transparência é essencial: enquanto os dados sobre eficiência e segurança são confirmados por estudos oficiais, a viabilidade comercial em larga escala ainda está sob investigação, e os custos de produção permanecem um desafio.
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Fontes: Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology, American Chemical Society, Royal Society of Chemistry, Neowin, Interesting Engineering, Energy Storage, University of Bristol, UK Atomic Energy Authority