Negli ultimi anni, il campo dell’energia sta assistendo a innovazioni radicali, soprattutto per quanto riguarda le batterie dotate di componenti nucleari. È il caso della cella energetica sviluppata da un team di ricercatori dell’Università di Soochow (Cina): una batteria nucleare 8.000 volte più efficiente rispetto alle precedenti versioni e che potrebbe trasformare il futuro delle alimentazioni a lungo termine per dispositivi elettronici e missioni in ambienti estremi.
Cos’è una batteria nucleare
La batteria nucleare, o in questo caso la micronuclear battery, come spiegano i ricercatori sul sito specialistico Interesting Engineering, è una cella energetica che sfrutta l’energia rilasciata dal decadimento radioattivo di elementi come l’americio per generare elettricità.
A differenza delle batterie tradizionali, una batteria nucleare può durare decenni senza necessità di ricarica. Il decadimento radioattivo, tra l’altro, non è influenzato da fattori esterni come temperatura o pressione, il che rende questa tipologia di batterie resistente anche alle condizioni più estreme.
Ma nonostante l’innovazione, da tempo i ricercatori hanno trovato un importante limite a questa tecnologia, o almeno nelle vecchie versioni delle batterie nucleari: una bassa efficienza energetica. Non è però il problema di questa cella, il cui funzionamento è raccontato in un articolo pubblicato su Nature.
Dall’americio una soluzione alla bassa efficienza energetica
L’aspetto rivoluzionario di questa batteria nucleare risiede nella combinazione dei suoi materiali innovativi. Il team ha progettato un cristallo polimerico speciale che, incorporando l’americio, trasforma l’energia delle particelle alfa in una luminescenza verde stabile. Questa luce viene poi convertita in elettricità attraverso una cella fotovoltaica, simile a quelle usate nei pannelli solari. La struttura finale della batteria è racchiusa poi in un contenitore di quarzo, che protegge sia l’utente che l’ambiente circostante dalle radiazioni.
Particolarità dell’americio, elemento spesso considerato come scarto nucleare, è il fatto di emettere particelle alfa altamente energetiche, grazie alle quali i ricercatori hanno trovato un modo per convertire questa energia in una fonte stabile e utilizzabile.
Questo sistema permette alla batteria di generare una fornitura costante di energia per oltre 200 ore durante i test iniziali, dimostrando la sua eccezionale durata ed efficienza.
Applicazioni future e limiti attuali
Nonostante le incredibili potenzialità, ci sono alcune limitazioni da considerare. Attualmente, la potenza generata da questa batteria è piuttosto bassa. Per accendere una lampadina da 60 watt, ad esempio, ne servirebbero circa 40 miliardi.
Inoltre, dato che il decadimento dell’americio è dell’ordine di migliaia di anni, la durata della batteria sarà limitata a sua volta dalla degradazione dei materiali circostanti, che subiranno l’effetto dell’esposizione prolungata alle radiazioni. Tuttavia, anche con questi limiti, l’opportunità di avere dispositivi alimentati per decenni senza ricarica apre scenari inimmaginabili fino a poco tempo fa.
Infatti la durata di questa batteria nucleare la rende ideale per utilizzi in contesti particolari. Questa tipologia di batterie potrebbe essere utilizzata per alimentare dispositivi inaccessibili o in ambienti ostili, come satelliti spaziali, sonde e strumenti scientifici in luoghi remoti.
Anche nel settore medico e tecnologico, questa particolare cella energetica potrebbe trovare applicazioni in cui le batterie tradizionali non riescono a garantire una durata sufficiente o dove è impraticabile sostituirle frequentemente.
