A energia de fusão sempre foi um tanto contraditória. A fusão em si é relativamente fácil um estudante de graduação, por exemplo, construiu recentemente um dispositivo de fusão simples em seu quarto, mas gerar eletricidade a partir dessa reação não é.
“Um reator de fusão que gera energia e já existem muitos desses”, disse Daniel Velásquez, líder de ciência de materiais da Avalanche Energy , ao TechCrunch. “Um reator de fusão que gera eletricidade é melhor.” É aí que a indústria nascente permanece estagnada.
As reações de fusão liberam quantidades enormes de energia ao fundir dois átomos mais leves em um átomo mais pesado. Mas aproveitar essa energia tem se mostrado um desafio. A abordagem mais comum é aquecer água e girar uma turbina a vapor, mas essa abordagem não é muito eficiente, aproveitando, na melhor das hipóteses, cerca de 60% da energia.
A Avalanche Energy acredita que pode capturar mais dessa energia desenvolvendo novos materiais conhecidos como radiovoltaicos. Os radiovoltaicos são semelhantes aos fotovoltaicos — os painéis solares tradicionais — pois utilizam semicondutores para transformar a radiação em eletricidade. Eles já existem há algum tempo, mas não são muito eficazes. Os radiovoltaicos existentes são facilmente danificados pela própria radiação que captam e não produzem muita eletricidade.
Hoje, a Avalanche recebeu um contrato de US$ 5,2 milhões da DARPA para desenvolver novos sistemas radiovoltaicos, conforme a empresa informou com exclusividade ao TechCrunch.
A agência de pesquisa do Pentágono está interessada em usar os materiais em uma nova classe de baterias nucleares, que utilizam o decaimento radioativo de materiais como o polônio para gerar eletricidade. Esses dispositivos poderiam ajudar a alimentar espaçonaves e satélites por vários anos. Eles também poderiam ser usados em aplicações militares terrestres que exigem mais energia, por vários dias seguidos — “em particular para sistemas autônomos ou missões onde a logística é um pouco inviável”, disse Velásquez.
Não é exatamente isso que a Avalanche está construindo como empresa, mas o prêmio da DARPA coincide com suas ambições.
Em primeiro lugar, tanto as reações de fusão quanto as baterias nucleares produzem partículas alfa, um tipo de radiação tão energética que pode danificar diversos equipamentos, incluindo as paredes de um reator nuclear. Em segundo lugar, a Avalanche está desenvolvendo um reator de fusão em escala de bancada que poderia substituir os geradores a diesel em bases militares remotas.
Se a empresa conseguir desenvolver uma nova célula radiovoltaica para uma bateria nuclear, poderá aplicar esse conhecimento a um novo componente de reator. Tal revestimento ajudaria a capturar as partículas alfa, protegendo o reator e aumentando a quantidade de eletricidade produzida. A Avalanche também recebeu um prêmio de US$ 1,25 milhão do laboratório de pesquisa AFWERX da Força Aérea dos EUA para usar avanços computacionais para acelerar a descoberta de materiais.
As startups de fusão estão todas em uma corrida para atingir um marco conhecido como ponto de equilíbrio, que no mundo científico é chamado de Q>1, onde Q é a razão entre a energia produzida pela reação de fusão e a energia necessária para sustentá-la. Colocar essas partículas alfa para trabalhar na geração de eletricidade poderia potencialmente facilitar a obtenção de energia de fusão comercial.
A Avalanche não é a única empresa com um projeto de reator capaz de produzir partículas alfa. Se for bem-sucedido, a empresa poderá fornecer essa tecnologia para outras empresas de fusão, uma tendência emergente no setor.
