Una batería nuclear para toda la vida
Científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (Corea del Sur) han presentado un innovador diseño de batería nuclear que utiliza radiocarbono como fuente energética, con el potencial de ofrecer una vida útil de décadas, o incluso milenios, sin necesidad de recarga. El proyecto ha sido liderado por el profesor Su-Il In y presentado esta semana durante el encuentro de primavera de la American Chemical Society (ACS), generando interés por su viabilidad como alternativa a las baterías de ion-litio.
A diferencia de las actuales baterías recargables, cuya vida útil es limitada y cuya fabricación y desecho implican un grave coste medioambiental, esta nueva tecnología aprovecha la energía de partículas beta emitidas por materiales radiactivos. En este caso, el carbono-14 —también llamado radiocarbono— se erige como una solución segura, económica y abundante, ya que se trata de un subproducto de las centrales nucleares.
El diseño presentado por el equipo de In emplea una batería betavoltaica, donde los rayos beta generados por la desintegración del radiocarbono son aprovechados para activar un sistema semiconductor que genera electricidad. Los investigadores optaron por un sistema avanzado de dióxido de titanio sensibilizado con un colorante de rutenio, técnica conocida por su uso en células solares, al que se añadió un tratamiento con ácido cítrico para reforzar la unión entre ambos componentes.
Este proceso, descrito como una "avalancha de electrones", se desencadena cuando las partículas beta impactan sobre el colorante activado. La energía generada es entonces recolectada por el dióxido de titanio y conducida a través de un circuito externo. A fin de aumentar la eficiencia, los científicos introdujeron radiocarbono tanto en el ánodo como en el cátodo, lo que permitió reducir las pérdidas por distancia y amplificar la generación de rayos beta.
Las pruebas demostraron una mejora significativa respecto a versiones anteriores. Mientras que un modelo previo que sólo contenía radiocarbono en el cátodo alcanzaba una eficiencia de conversión de energía del 0,48 %, el nuevo diseño logró aumentar esta cifra hasta un 2,86 %. Si bien sigue siendo inferior al rendimiento de las baterías convencionales, representa un avance relevante para este tipo de tecnologías emergentes.
In ha destacado las posibles aplicaciones de estas baterías nucleares de larga duración, entre las que se incluyen dispositivos médicos implantables como marcapasos, cuyo funcionamiento podría extenderse durante toda la vida del paciente sin necesidad de intervención quirúrgica. También podrían servir para drones, sensores remotos o dispositivos electrónicos de difícil acceso, donde la sustitución periódica de baterías resulta inviable.
Los investigadores admiten que todavía queda camino por recorrer. Para incrementar el rendimiento, trabajan en la optimización de la forma del emisor de rayos beta y en el desarrollo de materiales absorbentes más eficaces. El objetivo es acercarse al rendimiento de las baterías tradicionales, sin renunciar a las ventajas de seguridad, durabilidad y sostenibilidad que ofrece el uso del radiocarbono.
La propuesta supone un giro tecnológico frente al estancamiento del rendimiento de las baterías de litio, cuyo límite práctico parece ya alcanzado, y se alinea con la búsqueda de soluciones energéticas de bajo impacto ambiental en una sociedad cada vez más dependiente de dispositivos electrónicos de alta demanda y permanencia.
