China presenta una batería de energía nuclear con una vida útil milenaria

De ESS News

Investigadores chinos han desarrollado una batería nuclear de carbono 14 (C-14) encapsulada en material semiconductor de carburo de silicio, lo que supone un gran avance en la tecnología de las baterías nucleares. Desarrollado por Beita Pharmatech, con sede en Jiangsu, en colaboración con la Universidad Normal del Noroeste, el prototipo, denominado «Candle Dragon One» (Dragón Vela Uno), promete una vida útil teórica de miles de años.

La muestra de ingeniería ha estado sometida a pruebas continuas durante cuatro meses en el laboratorio de isótopos de Beita Pharmatech, completando con éxito 35 000 pulsos de luz LED. Los investigadores también han integrado la batería con dispositivos de almacenamiento de energía para alimentar chips de RF Bluetooth, transmitiendo y recibiendo señales con éxito.

Alta densidad de energía y diseño libre de radiación

La batería aprovecha una estructura compuesta que combina isótopos radiactivos de C-14 con semiconductores de carburo de silicio. Envolver la fuente de C-14 dentro de una carcasa de carburo de silicio garantiza la absorción total de la radiación emitida, eliminando los riesgos de fuga y garantizando un funcionamiento seguro.

Las pruebas realizadas por los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei, que forman parte de la Academia China de Ciencias, indican una eficiencia de conversión de energía superior al 8 % y una densidad energética de 2,2 Wh/g, aproximadamente diez veces superior a la de las baterías de iones de litio convencionales. La batería ofrece una corriente de cortocircuito de 282 nA, un voltaje de circuito abierto de 2,1 V y una potencia de salida máxima de 433 nW. Dada la semivida de 5700 años del C-14, la batería ofrece teóricamente un suministro de energía continuo durante milenios.

Amplias aplicaciones en entornos extremos

Según el vicepresidente y director de I+D de Beita Pharmatech, Cai Dinglong, la batería nuclear funciona en un rango de temperaturas extremas de -100 °C a 200 °C, con una tasa de degradación del rendimiento inferior al 5 % durante una vida útil de diseño de 50 años. Esta tecnología tiene un potencial significativo en múltiples sectores:

• Implantes médicos: proporcionan una fuente de energía perpetua para interfaces cerebro-ordenador, marcapasos y otros dispositivos implantables.
• Internet de las cosas y sistemas inteligentes: admiten redes de sensores a ultra gran escala y sistemas inteligentes distribuidos.
• Entornos hostiles: permiten soluciones energéticas en exploraciones submarinas, expediciones polares y misiones lunares y marcianas.
• Exploración espacial: mantienen la energía a largo plazo para sondas interestelares sin mantenimiento.

«La tecnología de las baterías nucleares beta-voltaicas representa la próxima generación de soluciones de microenergía, impulsando la transformación en aplicaciones avanzadas de fabricación, seguridad nacional y aeroespaciales», dijo el presidente de Beita Pharmatech, el Dr. Li Gang.

Desafíos y desarrollo futuro

A pesar de su longevidad, la actual potencia de salida de microvatios limita la batería a aplicaciones a pequeña escala. Los investigadores reconocen que serán necesarias nuevas mejoras en la densidad de potencia y la eficiencia para desbloquear todo su potencial comercial.

Las baterías nucleares, también conocidas como baterías de radioisótopos, convierten la energía de desintegración de los isótopos radiactivos en energía eléctrica a través de diversos mecanismos. Con la tecnología en una etapa incipiente, científicos e ingenieros de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) y la Universidad de Bristol informaron en diciembre de 2024 que habían creado con éxito la primera batería de diamante de carbono-14 del mundo.

Aunque actualmente se limita a aplicaciones específicas, los avances en esta tecnología podrían remodelar el futuro del almacenamiento de energía.