Con una densidad de potencia baja (20,75 nanovatios por cm² por milicurio) y un tamaño similar al de una aspirina, genera energía suficiente para dispositivos médicos, sensores remotos, etiquetas RFID y más.
- Batería nuclear con carbono-14 como fuente de energía.
- Emite solo radiación beta, fácil de bloquear y segura.
- Vida útil teórica: siglos o milenios, sin recarga.
- Mucho más eficiente que versiones anteriores.
- Aplicaciones: desde marcapasos hasta sensores remotos.
- Potencial para reducir residuos electrónicos y dependencia del litio.
Una alternativa a las baterías de litio
Hoy en día, las baterías de ion de litio (Li-ion) alimentan desde teléfonos móviles hasta vehículos eléctricos. Aunque ofrecen una autonomía aceptable, su degradación con el uso frecuente y su impacto ambiental son problemas importantes. La extracción de litio es intensiva en recursos y su desecho inadecuado puede contaminar los ecosistemas.
Frente a esto, un grupo de investigadores liderado por el profesor Su-il In, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk, propone una solución radical: baterías nucleares en miniatura que podrían durar décadas sin necesidad de recarga.
¿Cómo funcionan estas baterías nucleares?
Las baterías betavoltaicas utilizan materiales radiactivos que emiten partículas beta (electrones de alta energía). A diferencia de otros tipos de radiación, las partículas beta pueden ser bloqueadas con una simple lámina de aluminio, lo que las hace viables y seguras para aplicaciones cotidianas.
En este caso, se emplea carbono-14, un isótopo radiactivo que emite exclusivamente partículas beta. Es una fuente secundaria de las plantas nucleares, por lo tanto es económico, disponible y reciclable. Además, su descomposición es extremadamente lenta, lo que permite una duración potencial de miles de años.
Innovación en materiales para mejorar la eficiencia
El equipo utilizó un semiconductor de dióxido de titanio, similar al que se usa en paneles solares, combinado con un tinte a base de rutenio. La unión entre estos materiales se fortaleció con ácido cítrico, mejorando la transferencia de electrones.
Este diseño produce una “avalancha de electrones” cuando las partículas beta del carbono-14 impactan el tinte. Esos electrones se capturan eficientemente y generan electricidad que puede ser utilizada por un dispositivo externo.
Además, se incorporó carbono-14 en ambos electrodos (ánodo y cátodo), reduciendo la pérdida de energía por distancia y multiplicando la eficiencia energética del sistema. La eficiencia pasó de un 0,48% a un 2,86%, un salto significativo para esta tecnología emergente.
Posibles aplicaciones prácticas
Aunque aún no alcanzan la potencia de una batería de ion de litio, estas baterías podrían cambiar el juego en sectores específicos:
- Marcapasos que duren toda la vida del paciente, sin necesidad de cirugías para reemplazar baterías.
- Sensores en zonas remotas o de difícil acceso, sin necesidad de mantenimiento durante décadas.
- Drones, equipos militares, sistemas de comunicación y monitoreo ambiental, donde la autonomía es crítica.
Con el desarrollo de emisores beta mejor diseñados y absorbentes más eficientes, se espera que el rendimiento continúe mejorando.
Potencial
Esta tecnología podría tener un impacto profundo en la sostenibilidad energética:
- Reduce la dependencia del litio, un recurso limitado y contaminante.
- Minimiza el número de recargas y reemplazos, reduciendo residuos electrónicos.
- Aprovecha subproductos nucleares, dando un uso responsable a materiales ya disponibles.
- Posibilita una energía nuclear segura, distribuida y a pequeña escala, con aplicaciones en el día a día.
El desarrollo de baterías nucleares seguras y duraderas no solo plantea una solución técnica, sino que abre la puerta a una nueva era de dispositivos autosuficientes, con una huella ambiental mínima y una vida útil sin precedentes.
Vía A safe nuclear battery that could last a lifetime – American Chemical Society
