Las baterías nucleares de larga duración podrían proporcionar energía en misiones remotas como la exploración de aguas profundas.
Fotografía de aventuras de EB/Shutterstock
Una batería nuclear alimentada por desintegración radiactiva en lugar de por reacciones químicas podría durar décadas. El diseño más eficiente hasta el momento puede acercar este concepto a la realidad.
Los investigadores han querido utilizar átomos radiactivos para construir estructuras excepcionales. de larga duración y baterías resistentes a los daños desde el siglo XX. Si bien se han ensamblado algunos prototipos e incluso se han utilizado en misiones espaciales, no eran muy eficientes. Wang Shuao En la Universidad de Soochow en China, un equipo de investigadores ha mejorado la eficiencia del diseño de una batería nuclear en un factor de 8000.
Comenzaron con una pequeña muestra del elemento americio, que generalmente se considera residuos nucleares. Irradia energía en forma de partículas alfa, que transportan mucha energía pero la pierden rápidamente en el entorno. Por ello, los investigadores incorporaron americio en un cristal de polímero que convirtió esta energía en un brillo verde sostenido y estable.
Luego combinaron el brillante cristal dopado con americio con un célula fotovoltaica delgadaun dispositivo que convierte la luz en electricidad. Finalmente, empaquetaron la diminuta batería nuclear en una celda de cuarzo de tamaño milimétrico.
Wang afirma que, tras más de 200 horas de pruebas, el dispositivo ha producido un suministro estable de electricidad a un nivel de energía relativamente alto y con una eficiencia sin precedentes, y solo ha necesitado cantidades mínimas de material radiactivo para funcionar. Aunque el americio tiene una vida media de 7.380 años, la batería nuclear debería funcionar durante varias décadas, porque los componentes que rodean la muestra acabarán siendo destruidos por la radiación.
El cristal dopado con americio resplandeciente con una fuente de luz (arriba) y en un entorno oscuro (abajo)
Kai Li y otros.
Michael Spencer Un investigador de la Universidad Estatal Morgan en Maryland afirma que la nueva batería tiene “una eficiencia de conversión general y una potencia de salida mucho mejores” en comparación con los diseños anteriores. Sin embargo, todavía produce mucha menos energía que los dispositivos convencionales. Se necesitarían 40 mil millones de ellos para alimentar una bombilla de 60 vatios, por ejemplo.
Los investigadores ya están trabajando para mejorar la eficiencia y la potencia de su diseño. También quieren que sea más fácil y seguro de usar, ya que contiene materiales radiactivos posiblemente peligrosos.
“Lo ideal es que nuestra batería micronuclear se utilice para alimentar sensores en miniatura en entornos remotos o difíciles donde las fuentes de energía tradicionales son poco prácticas, como la exploración de aguas profundas, las misiones espaciales o las estaciones de monitoreo remoto”, dice Wang.
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