Basadas en el radiocarbono, podrían ser una alternativa asequible a las actuales, muy contaminantes y limitantes al tener que recargarse
26 mar 2025 . Actualizado a las 18:26 h.Investigadores surcoreanos del Instituto de Ciencia y Tecnología del Daegu Gyeongbuk, liderados por el profesor Su-Il In, están estudiando el desarrollo de baterías nucleares seguras, pequeñas y asequibles con radiocarbono como fuente de energía. Los autores aseguran que estas podrían durar décadas, o incluso más, sin necesidad de ser recargadas.
El equipo de científicos, que han presentado sus resultados en el encuentro de primavera de la American Chemical Society (ACS), aseguran que en lo relativo a las baterías de ion de litio, no solo es una molestia tener que recargarlas, sino que además limitan la utilidad de tecnologías que dependen de ellas y son extremadamente perjudiciales para el Medioambiente.
Como indican, la extracción de litio consume mucha energía y la eliminación incorrecta de las baterías basadas en este material es una importante fuente de contaminación de los ecosistemas. Sin embargo, la demanda de este tipo de fuente de energía ha crecido exponencialmente con el aumento de dispositivos electrónicos que las utilizan. «El rendimiento de las baterías de ion de litio está casi saturado», menciona el autor principal del estudio, quien investiga tecnologías energéticas del futuro.
Baterías nucleares sin radiación dañina
Por ello, este estudio se ha propuesto desarrollar baterías nucleares como alternativa al litio. Estas generan energía aprovechando partículas de alta energía emitidas por materiales radiactivos. No todos los elementos radiactivos emiten radiación dañina para los organismos vivos, y algunos tipos de radiación pueden bloquearse con ciertos materiales. Por ejemplo, las partículas beta, también conocidas como rayos beta, pueden bloquearse con una delgada lámina de aluminio, lo que hace que las baterías betavoltaicas sean una opción potencialmente segura para las baterías nucleares, según el estudio.
Los investigadores generaron un prototipo de batería betavoltaica con carbono-14, una forma inestable y radiactiva del carbono, llamada radiocarbono. «Decidí usar un isótopo radiactivo de carbono porque solo genera rayos beta», explica Su-Il In. Además, el radiocarbono, un subproducto de las centrales nucleares, es económico y fácil de obtener y reciclar. Y como el radiocarbono se degrada muy lentamente, una batería alimentada por este podría durar, en teoría, milenios.
En una batería betavoltaica típica, los electrones golpean un semiconductor, lo que resulta en la producción de electricidad. Los semiconductores son un componente crítico en este tipo de baterías, ya que son los principales responsables de la conversión de energía. Por ello, los científicos están explorando materiales semiconductores avanzados para lograr una mayor eficiencia de conversión de la energía.
Para mejorar de forma significativa la eficiencia de conversión de la energía de su nuevo diseño, el equipo de Su-Il In ha utilizado un semiconductor basado en dióxido de titanio, comúnmente usado en células solares. Este material fue sensibilizado con un colorante a base de rutenio, reforzando esta unión a través de un tratamiento con ácido cítrico. Cuando los rayos beta del radiocarbono colisionan con el colorante tratado, se produce una cascada de reacciones de transferencia de electrones, denominada avalancha de electrones. Luego, estos viajan a través del colorante, y el dióxido de titanio recoge eficientemente los electrones generados.
Su-Il In menciona que estas baterías nucleares de larga duración podrían permitir muchas aplicaciones. Por ejemplo, un marcapasos podría durar toda la vida de una persona, que eliminaría la necesidad de reemplazos quirúrgicos.
Sin embargo, este diseño betavoltaico convirtió solo una pequeña fracción de la desintegración radiactiva en energía eléctrica, lo que resultó en un rendimiento inferior en comparación con las baterías convencionales, las de ion de litio. Su-Il In destaca la necesidad de optimizar la forma del emisor de rayos beta y desarrollar absorbentes de este tipo de radiación más eficientes para poder mejorar el rendimiento de la batería y aumentar la generación de energía.