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Japão usa “urânio empobrecido” para criar bateria recarregável 

Cientistas trabalham há anos para usar as propriedades únicas do urânio como materiais ativos em baterias químicas. Pois pesquisadores da Agência de Energia Atômica do Japão acabam de tirar a ideia do papel e torná-la realidade.

A equipe desenvolveu a primeira bateria recarregável de urânio do mundo. Agora, o desafio é criar células de fluxo, incluindo eletrodos para maior capacidade, e o sistema para circulação de eletrólitos, o que viabiliza o equipamento para uso prático.

“A bateria recarregável baseada em urânio tem o potencial de ser um controle de energia para gerações de energia renovável, como mega usinas de energia solar, contribuindo para a realização de uma sociedade descarbonizada”, diz o comunicado.

Ideia de usar urânio como material ativo foi proposta no início dos anos 2000 (Imagem: RHJ/iStock)

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Como foi feita a bateria?

  • A bateria de armazenamento de urânio utiliza urânio como material ativo do eletrodo negativo e ferro como positivo;
  • A voltagem de célula única do protótipo de bateria recarregável de urânio era de 1,3 volts, o que é próximo ao de uma bateria alcalina comum (1,5 volts);
  • A bateria foi carregada e descarregada 10 vezes, e o desempenho da bateria ficou quase inalterado, indicando características de ciclo relativamente estáveis.
Japão tem cerca de 16.000 toneladas de urânio empobrecido armazenado (Imagem: phbcz/iStock)

Os cientistas explicam que o “urânio empobrecido (DU)” é gerado como um subproduto durante a produção de combustível nuclear e não pode ser usado nos reatores atuais. A ideia de usar urânio como material ativo foi proposta no início dos anos 2000.

Se colocadas em uso prático, a grande quantidade de DU armazenada no Japão (cerca de 16.000 toneladas) se tornará um novo recurso para controles de produção na rede de fornecimento de eletricidade derivada de energia renovável, segundo a agência.

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Cientistas criam receita perfeita para primeiro reator nuclear de ponta 

O Laboratório Nacional de Idaho (EUA), criou fórmula que abre caminho para abastecer o primeiro reator nuclear de sal fundido de espectro rápido crítico do mundo. Os cientistas testaram mistura de sal de cloreto fundido e urânio como combustível e refrigerante, substituindo o plutônio enriquecido.

Esse tipo de reator opera em temperaturas mais altas para aprimorar a eficiência, gerar menos resíduos e garantir maior segurança. É, portanto, opção atraente para fornecer eletricidade e calor para cidades e indústrias.

Mas requer ingrediente altamente valioso: urânio. O novo processo envolve converter o metal em composto que se dissolve no sal fundido, formando o combustível. Mas o resultado só foi possível graças à criação de protótipo de forno personalizado.

Reator entrará em operação até 2028 (Imagem: Divulgação/INL)

É como assar um bolo”, disse Bill Phillips, líder técnico do experimento. O principal desafio era a eficiência — converter mais de 90% da matéria-prima de urânio metálico em sal combustível utilizável. “Ninguém jamais havia feito essa quantidade de cloreto de urânio antes”, observou Phillips. “Tivemos que desenvolver o processo do zero.

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Superando desafios para abastecer reator com noa tecnologia

  • O experimento permite que pesquisadores e cientistas avaliem a segurança e a física do reator rápido de cloreto fundido que a Southern Company e a TerraPower planejam construir;7
  • O próximo objetivo é demonstrar a produção em larga escala de sal de combustível enriquecido e produzir cinco lotes até outubro deste ano;
  • A ideia é que o reator entre em operação até 2028, quando também será inaugurado o Laboratório de Operação e Testes nos Estados Unidos. 

“Somos motivados pelo que os reatores de cloreto fundido podem fazer que outras tecnologias de energia não podem”, disse Jacob Yingling, cientista do projeto. “Todos os envolvidos são movidos pela missão de implementar essa tecnologia que muda o mundo.”

Vale lembrar que esses são equipamentos propensos a problemas de corrosão, bem como estresse térmico e de nêutrons. Além disso, os sais podem remover as camadas protetoras de óxido dos componentes metálicos.

Equipe projetou forno personalizado para experimento (Imagem: Divulgação/INL)

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