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¿Está la “batería nuclear” alcanzando la mayoría de edad?

Tecnología Betavoltio, una empresa con sede en Beijing ha anunciado la miniaturización de una batería nuclear utilizando un radioisótopo Ni-63 y un módulo semiconductor de diamante (semiconductor de cuarta generación).  

Batería nuclear (conocida también como atómica) agresión con lesiones o batería de radioisótopos o generador de radioisótopos o batería de radiación-voltaica o batería betavoltaica) consta de un radioisótopo emisor beta y un semiconductor. Genera electricidad mediante la transición semiconductora de partículas beta (o electrones) emitidas por el radioisótopo níquel-63. La tecnología de batería betavoltaica (es decir, batería nuclear que utiliza emisiones de partículas beta del isótopo Ni-63 para generar energía) está disponible desde hace más de cinco décadas desde su primer descubrimiento en 1913 y se utiliza habitualmente en el sector espacial para alimentar cargas útiles de naves espaciales. Su densidad de energía es muy alta pero su potencia de salida es muy baja. La principal ventaja de la batería nuclear es el suministro de energía continuo y duradero durante cinco décadas. 

Mesa: tipos de bateria

batería química
convierte la energía química almacenada en el dispositivo en electricidad. Básicamente es una celda electroquímica que consta de tres elementos básicos: un cátodo, un ánodo y un electrolito. Se pueden recargar, se pueden utilizar diferentes metales y electrolitos, por ejemplo, baterías alcalinas, níquel metal hidruro (NiMH) e iones de litio. Tiene baja densidad de potencia pero alta potencia de salida.  
Batería de combustible
convierte la energía química de un combustible (a menudo hidrógeno) y un agente oxidante (a menudo oxígeno) en electricidad. Si el hidrógeno es el combustible, los únicos productos son electricidad, agua y calor. 
batería nuclear (también conocido como Batería atómica or batería de radioisótopos or generador de radioisótopos o Baterías de radiación voltaica)
Convierte la energía de los radioisótopos provenientes de la desintegración de isótopos radiactivos para generar electricidad.  

Batería betavoltaica: una batería nuclear que utiliza emisiones beta (electrones) del radioisótopo.  

batería voltaica de rayos X Utiliza la radiación de rayos X emitida por el radioisótopo. La batería nuclear tiene una alta densidad de energía y es duradera, pero tiene la desventaja de una baja potencia de salida. 

Tecnología BetavoltioLa verdadera innovación de es el desarrollo de un semiconductor de diamante monocristalino de cuarta generación de 10 micrones de espesor. El diamante es más adecuado para su uso debido a su gran banda prohibida de más de 5 eV y su resistencia a la radiación. Los convertidores de diamantes de alta eficiencia son la clave para fabricar baterías nucleares. Se colocan láminas de radioisótopo Ni-63 de 2 micras de espesor entre dos convertidores semiconductores de diamante. La batería es modular y consta de varias unidades independientes. La potencia de la batería es de 100 microvatios, el voltaje es de 3V y las dimensiones son 15 X 15 X 5 mm.3

La batería betavoltaica de la empresa estadounidense Widetronix utiliza un semiconductor de carburo de silicio (SiC). 

BV100, la batería nuclear en miniatura, desarrollada por Tecnología Betavoltio Actualmente se encuentra en etapa piloto y probablemente entre en etapa de producción en masa en un futuro próximo. Esto podría resultar útil para alimentar equipos de inteligencia artificial, equipos médicos, sistemas MEMS, sensores avanzados, pequeños drones y microrobots. 

Estas microfuentes de energía miniaturizadas son una necesidad actual en vista de los avances en la nanotecnología y la electrónica.  

Tecnología Betavoltio planea lanzar una batería con una potencia de 1 vatio en 2025. 

En una nota relacionada, un estudio reciente informa sobre una novedosa batería voltaica de radiación de rayos X (rayos X-voltaica) con una potencia de salida hasta tres veces mayor que la de las baterías betavoltaicas de última generación. 

*** 

Referencias:  

  1. Betavolt Technology 2024. Noticias – Betavolt desarrolla con éxito una batería de energía atómica para uso civil. Publicado el 8 de enero de 2024. Disponible en https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html 
  2. Zhao Y., et al 2024. Nuevo miembro de las microfuentes de energía para exploraciones ambientales extremas: baterías voltaicas de rayos X. Energía Aplicada. Volumen 353, Parte B, 1 de enero de 2024, 122103/DOI:  https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103 

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Periodista científico | Editor fundador de la revista Scientific European

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