Científicos e ingenieros desarrollaron una batería que, según afirman, podría alimentar dispositivos durante miles de años.
Desarrollada por investigadores de la Universidad de Bristol y la Autoridad de la Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA), la batería aprovecha la desintegración del carbono-14, un isótopo radiactivo más conocido por su uso para datar artefactos orgánicos.
«Teníamos un dispositivo hecho de diamante en el que el isótopo radiactivo estaba integrado», explica Neil Fox, catedrático de Ciencia de los Materiales de la Universidad de Bristol, en un video publicado el 4 de diciembre por la UKAEA. «Es una primicia mundial».
Cómo funciona
Los materiales radiactivos como el carbono-14 se descomponen de forma natural con el tiempo, liberando energía a medida que sus átomos inestables se transforman en elementos más estables. En este proceso, la batería de diamante captura la energía emitida para crear niveles bajos de potencia constante, de forma parecida a como los paneles solares convierten la luz solar en electricidad.
El carbono-14 tiene una vida media de 5730 años, lo que significa que la mitad de su material permanece después de ese periodo. En otras palabras, la pila tarda más de cinco milenios en alcanzar el 50 por ciento de su potencia.
Encerrado en una capa de diamante sintético, el carbono-14 emite electrones durante su desintegración natural en carbono-12 estable. El diamante actúa como semiconductor, convirtiendo de forma segura a estos electrones en electricidad e impidiendo al mismo tiempo que se escape la peligrosa radiación.
«No hay piezas móviles, no se generan emisiones y no requiere mantenimiento, sólo generación directa de electricidad», explicó Tom Scott, catedrático de Ciencia de los Materiales de la Universidad de Bristol.
Aplicaciones potenciales
Una sola pila de diamante que contenga 1 gramo de carbono-14 puede producir aproximadamente 15 julios de energía al día, o 173 microvatios, mucho menos que la capacidad de una pila AA estándar de unos 4 vatios-hora. A pesar de su menor potencia, su longevidad lo haría ideal para aplicaciones especializadas que prioricen la durabilidad.
Por ejemplo, los investigadores creen que su uso en dispositivos médicos como marcapasos, audífonos e implantes oculares minimizaría la necesidad de sustituciones. Las baterías de los marcapasos suelen tener que sustituirse tras cinco o diez años de intervención quirúrgica.
«Podemos utilizarlo en pequeños satélites», explica en el video Fatimah Sanni, ingeniera de la UKAEA. «Podemos usarlo en chips de ordenador, mandos a distancia y relojes de pulsera».
La robustez del diamante también hace que la batería sea adecuada para entornos extremos, como la exploración de las profundidades marinas o las misiones espaciales de larga duración. Los investigadores esperan que pueda alimentar dispositivos como etiquetas de radiofrecuencia activas para el seguimiento a distancia, lo que extendería significativamente la vida útil operativa de naves espaciales y otros equipos en condiciones adversas.
Una solución a los residuos nucleares
Además de sus innovadoras aplicaciones energéticas, la batería de diamante también podría ofrecer una nueva forma de reutilizar los residuos nucleares.
El carbono-14 se produce en los bloques de grafito de algunos reactores nucleares de fisión. Por ejemplo, sólo en el Reino Unido hay casi 95,000 toneladas métricas de estos residuos de grafito.
«Al encapsular material radiactivo en el interior de diamantes, convertimos un problema a largo plazo de residuos nucleares en una batería de propulsión nuclear y en un suministro a largo plazo de energía limpia», afirmó Scott.
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