Los científicos han desarrollado la primera batería betavoltaica de nueva generación del mundo. Esta avanzada fuente de energía se fabrica conectando electrodos de radioisótopos directamente a una capa absorbente de perovskita, un material de vanguardia conocido por su alta eficiencia.

Para mejorar el rendimiento, el equipo incorporó puntos cuánticos a base de carbono 14 en electrodos y mejoró la estructura de la capa de perovskita. Estas innovaciones dan como resultado una producción de energía altamente estable y una impresionante eficiencia de conversión de energía.

Los hallazgos, publicados en la revista Chemical Communications, fueron dirigidos por el profesor Su-Il In (canciller Kunwoo Lee) del Departamento de Ciencia e Ingeniería Energética del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de la República de Corea.

La tecnología recientemente desarrollada proporciona un suministro de energía estable y a largo plazo sin necesidad de carga, lo que la convierte en una prometedora solución energética de próxima generación para áreas que requieren autonomía energética a largo plazo, como la exploración espacial, los dispositivos médicos implantables y las aplicaciones militares.

Con el rápido desarrollo de la miniaturización y la sofisticación de los dispositivos electrónicos, existe una creciente necesidad de tecnologías innovadoras de suministro de energía para minimizar la necesidad de cargas frecuentes. Sin embargo, las baterías convencionales actuales, incluidas las de litio y níquel, tienen una vida útil corta y son susceptibles a las altas temperaturas y la humedad, lo que limita su confiabilidad en entornos extremos. La tecnología de baterías betavoltaicas, capaz de proporcionar energía estable durante años o incluso décadas, se perfila como una poderosa alternativa.

Las células betavoltaicas generan electricidad capturando partículas beta liberadas durante la desintegración radiactiva natural. En teoría, pueden funcionar durante décadas sin mantenimiento. Las partículas beta también ofrecen excelentes ventajas de bioseguridad porque no pueden penetrar la piel humana. Sin embargo, el progreso práctico ha sido limitado debido a los desafíos en el manejo de materiales radiactivos y garantizar la estabilidad del material.

Para superar estos desafíos, el equipo del profesor In desarrolló una celda betavoltaica cuántica híbrida que combina un electrodo de isótopo a base de carbono 14 con una capa absorbente de perovskita de alta eficiencia. Mejoraron significativamente las propiedades de transporte de carga controlando con precisión la estructura cristalina de perovskita y utilizando aditivos como cloruro de metilamonio (MACl) y cloruro de cesio (CsCl).

En última instancia, la batería betavoltaica desarrollada logró un aumento de aproximadamente 56.000 veces en la movilidad de los electrones en comparación con los sistemas tradicionales y mantuvo una producción de energía estable durante hasta 9 horas de funcionamiento continuo, lo que demuestra un rendimiento excelente.

El profesor Su-Il In comentó: "Esta investigación marca la primera realización práctica de baterías betavoltaicas en el mundo. Planeamos acelerar la comercialización de la próxima generación de tecnología de suministro de energía para entornos extremos y lograr aún más la miniaturización y la transferencia de tecnología". El coprimer autor y estudiante de doctorado Junho Lee añadió: "Aunque esta investigación implica desafíos diarios que a menudo parecen imposibles, nos impulsa un fuerte sentido de misión y sabemos que el futuro del país está estrechamente relacionado con la seguridad energética".

Compilado de /scitechdaily