EUA investem mais de 6 milhões de dólares em semicondutores que convertem radiação em eletricidade

A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos Estados Unidos (DARPA) destinou 5,2 milhões de dólares à Avalanche Energy para a criação de radiovoltaicos, semicondutores capazes de converter radiação diretamente em eletricidade. O investimento é complementado por outros 1,25 milhões de dólares do laboratório AFWERX, da Força Aérea dos EUA, com o objetivo de acelerar a descoberta desses materiais.

A tecnologia busca superar as limitações dos radiovoltaicos atuais, que apresentam baixo desempenho elétrico e rápida deterioração devido à própria radiação que processam. O foco imediato do Pentágono é a aplicação em baterias nucleares alimentadas pela desintegração de materiais como o polônio, essenciais para sustentar naves espaciais, satélites e sistemas militares autônomos por longos períodos sem reabastecimento.

Esse desenvolvimento possui aplicação direta na viabilidade comercial da fusão nuclear. Tanto as baterias nucleares quanto os reatores de fusão geram partículas alfa, que são altamente energéticas e danificam as paredes dos equipamentos. A Avalanche Energy pretende desenvolver um material resistente a esse bombardeio que funcione simultaneamente como proteção para o reator e como captador de energia, evitando que a radiação se dissipe como calor.

Atualmente, a fusão nuclear enfrenta o obstáculo do balanço energético: o processo exige temperaturas de 150 milhões de graus centígrados e confinamento por lasers ou campos magnéticos, consumindo mais energia para ser mantido do que a quantidade gerada. Embora existam reatores que produzam energia líquida via lasers, o custo elétrico total da instalação ainda supera a produção. Além disso, o método tradicional de extração — aquecimento de água para mover turbinas a vapor — aproveita apenas 60% da potência. A conversão direta de radiação em eletricidade via radiovoltaicos poderia alterar esse cenário, tornando os reatores energeticamente eficientes.

A corrida global pela energia da fusão é liderada pela China, cujo reator experimental EAST manteve plasma a mais de 100 milhões de graus por quase 1.100 segundos. Com esse avanço, Pequim planeja inaugurar a usina comercial Xinghuo até 2030.

No Ocidente, as estratégias divergem. O projeto internacional ITER, sediado na França e financiado por 35 nações, incluindo Rússia, Estados Unidos e União Europeia, enfrenta atrasos de quase dez anos devido a complexidades de gestão. Em contrapartida, os Estados Unidos apostam em reatores menores, como o SPARC, desenvolvido pelo MIT com apoio do Vale do Silício. O projeto utiliza ímãs de alta temperatura para criar campos magnéticos intensos, reduzindo o tamanho da estrutura sem perda de potência, com a meta de viabilizar a tecnologia também na década de 2030.