Un'azienda cinese ha sviluppato una nuova batteria nucleare che non è più grande di una moneta e, secondo i dati, potrebbe alimentare un dispositivo elettronico di medie dimensioni (come uno smartphone) per cinquant'anni senza bisogno di ricarica o manutenzione. Il dispositivo sfrutta l'energia rilasciata dagli isotopi radioattivi del nichel (⁶³Ni) e dai semiconduttori di diamante ad alte prestazioni. L'azienda garantisce inoltre un minore impatto ambientale, poiché alla fine della sua vita il ⁶³Ni si decompone specificatamente in rame non radioattivo.

Le batterie nucleari sono dispositivi che utilizzano l'energia generata dal decadimento degli isotopi radioattivi per produrre elettricità. In altre parole, l’elettricità viene prodotta dall’energia nucleare, come i reattori. Sebbene questo tipo di batteria esista dagli anni ’50, la sua diffusione nei dispositivi di uso quotidiano rimane una sfida.

Nel 2016, un team di ricercatori lo ha suggerito Semiconduttore di diamante
Può cambiare la situazione. In effetti, la maggior parte delle tecnologie di generazione di elettricità si basa sull’uso dell’energia cinetica per spostare un magnete attorno a una bobina di rame per generare corrente. D'altro canto, i diamanti possono produrre una carica semplicemente posizionandoli vicino a una sorgente radioattiva. Gli isotopi rilasciano le cosiddette particelle beta, che sono essenzialmente elettroni o positroni ad alta energia che si muovono ad alta velocità. Queste particelle generano una differenza di potenziale (elettricità) quando entrano in contatto con la matrice del diamante.

Densità energetica 10 volte superiore rispetto alle batterie al litio

La caratteristica principale delle batterie nucleari è la loro capacità di fornire una densità di energia molto elevata senza necessità di ricarica. Il tempo di dimezzamento dei radioisotopi utilizzati in questo tipo di batterie varia generalmente da decine a diverse centinaia di anni. secondo studioCiò significa che queste batterie possono funzionare ininterrottamente per anni o addirittura decenni senza essere ricaricate o sostituite, anche in condizioni estreme, in cui le batterie chimiche standard non possono funzionare.

Sebbene costose da produrre, la loro eccezionale durata suggerisce che queste batterie possono offrire vantaggi applicativi unici, soprattutto in condizioni che rendono la manutenzione difficile, impossibile o ad alto rischio. Queste applicazioni includono, ad esempio, dispositivi volanti, robot autonomi alimentati dall’intelligenza artificiale, micro e nano robot, simulatori cardiaci, ecc.

La nuova batteria, sviluppata dalla società cinese Betavolt New Energy Technology e denominata BV100, contiene una serie di coppie di strati semiconduttori di diamante monocristallino (ciascuno di 10 micrometri di spessore). Tra ogni coppia di strati c'è una piastra contenente ⁶³Ni, spessa 2 micrometri. Ogni serie di strati può essere impilata e collegata ad altri, come le celle fotovoltaiche, per formare diversi moduli unificati e indipendenti. Tutto è sigillato con uno strato protettivo per evitare che l'utente sia esposto alle radiazioni e proteggere la batteria da danni fisici.

Appena più grande di una moneta (15 x 15 x 5 mm), il BV100 utilizza 63 isotopi nucleari per generare 100 microwatt di potenza con 3 volt di tensione. Questa potenza sarebbe sufficiente per far volare un piccolo drone quasi indefinitamente. I progettisti stimano inoltre una durata della batteria di 50 anni, nonché una densità di energia dieci volte superiore rispetto alle batterie al litio.

Tuttavia, è importante notare che questa potenza non soddisfa ancora le esigenze dello smartphone medio, che necessita di circa 2-8 watt di potenza per funzionare correttamente. Tuttavia, poiché la batteria non sfrutta l’energia delle reazioni chimiche, sarà meno esposta al rischio di incendio o esplosione. Inoltre, il suo impatto ambientale sarà inferiore, perché il ⁶³Ni alla fine decade in rame non radioattivo. Secondo Betavolt, il BV100 è ora in fase di produzione di prova in vista di una futura produzione di massa per uso civile. Entro il 2025 dovrebbe essere disponibile anche una versione da un watt.