A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos Estados Unidos (DARPA) concedeu um contrato de US$ 5,2 milhões à startup Avalanche Energy para o desenvolvimento de novos materiais radiovoltaicos. A informação foi revelada em exclusividade ao site de tecnologia TechCrunch. O objetivo do projeto é criar baterias nucleares mais eficientes para aplicações militares, mas a tecnologia tem implicações diretas para a corrida pela energia de fusão nuclear.
As baterias nucleares, ou geradores termoelétricos de radioisótopos, utilizam o decaimento de materiais radioativos, como o polônio, para gerar eletricidade. São usadas há décadas em missões espaciais de longa duração, como as sondas Voyager. No entanto, os radiovoltaicos atuais – materiais semicondutores que convertem radiação em energia elétrica – são pouco eficientes e se degradam facilmente com a própria radiação que capturam.
Ponte tecnológica para a fusão
Embora o foco imediato da DARPA seja em baterias para sistemas autônomos terrestres e satélites, a Avalanche Energy vê uma aplicação crucial no campo da fusão nuclear. "Um reator de fusão que gera energia – e já existem vários – é uma coisa. Um reator de fusão que gera eletricidade é melhor", afirmou Daniel Velásquez, lÃder de ciência de materiais da Avalanche, em entrevista ao TechCrunch.
O desafio central da fusão comercial não é apenas iniciar a reação, mas colher a energia liberada de forma eficiente. O método mais comum, que aquece água para girar uma turbina a vapor, aproveita no máximo 60% da energia gerada. Muitas fusões, como a que a Avalanche desenvolve em seu reator de mesa, produzem partÃculas alfa – um tipo de radiação altamente energética que danifica equipamentos.
Um radiovoltaico avançado poderia ser usado como revestimento interno do reator, protegendo-o das partÃculas alfa e, ao mesmo tempo, convertendo parte dessa radiação diretamente em eletricidade. Isso aumentaria significativamente a eficiência geral do sistema.
Corrida pelo "breakeven"
A indústria de fusão busca alcançar o "breakeven" (ponto de equilÃbrio), onde a energia produzida pela reação (Q) supera a energia gasta para mantê-la (Q>1). Capturar a energia das partÃculas alfa é visto como um caminho para tornar a fusão comercialmente viável mais rapidamente.
Além do contrato da DARPA, a Avalanche Energy recebeu US$ 1,25 milhão da AFWERX, o laboratório de inovação da Força Aérea dos EUA, para usar avanços computacionais na descoberta acelerada de novos materiais. A empresa desenvolve um reator de fusão compacto que poderia substituir geradores a diesel em bases militares remotas.
Se bem-sucedida, a empresa poderá não apenas aplicar a tecnologia em seu próprio reator, mas também fornecer os radiovoltaicos avançados para outras empresas do setor, um movimento que começa a se consolidar na nascente indústria de fusão.