Investigadores chinos crean una batería nuclear de carbono-14 que multiplica por 15 su densidad de potencia y puede durar miles de años cuyo desarrollo es un 100% de fabricación nacional.
Tanto el nuevo dispositivo, llamado Qianjiyuan Tianshu, y su componente clave (el transductor de carburo de silicio) han sido desarrollados íntegramente en China, sin piezas ni tecnologías extranjeras.
El dispositivo forma parte de la nueva generación de baterías con esta tecnología que buscan asegurar la soberanía energética del gigante asiático, según afirma el diario local South China Morning Post.
Los investigadores de la Northwest Normal University y la empresa tecnológica Gansu Zhulong Technology que han llevado a cabo su desarrollo explican que la batería supone un salto de eficiencia cuántica.
Aunque se emplea mucho menos material para su fabricación, el Qianjiyuan Tianshu reduce un 22% la cantidad de material radiactivo necesario para su funcionamiento respecto a sus versiones anteriores, el Candle Dragon-I o el Zhulong-1, lanzado a finales de 2024, y a la vez multiplica la corriente de circuito por 2,5 y la potencia máxima por 2,6.
Para su fabricación, además, se emplea mucho menos material que en prototipos anteriores, el volumen total del dispositivo se ha encogido hasta representar solo el 17% del modelo original hasta conseguir un tamaño de tan solo 16,8 centímetros cúbicos. El resultado técnico es una espectacular mejora de 15,5 veces en la densidad de potencia volumétrica, manteniendo la estabilidad de voltaje.
La batería, además, alcanza una longevidad y resistencia muy altas: emplea carbono-14, un isótopo radiactivo natural emitido por la desintegración del carbono, que tiene una vida media de 5.730 años, con lo que la vida útil potencial de la batería podría ser de miles de años en un rango de temperatura ambiental de entre -100ºC a 200 °C, explica Su Maogen, investigador principal del equipo universitario a cargo del proyecto.
De la exploración espacial y la defensa a la práctica médica
La batería tiene usos tanto en la carrera espacial, concretamente en misiones robóticas y tripuladas en exploración espacial profunda en la que China aspira a ser puntera, dado que se puede usar en entornos donde el reemplazo de baterías es muy caro o imposible: misiones en ambientes extremos como los polos terrestres o la exploración submarina, implantes médicos como marcapasos, neuromodulares, desfibriladores o bombas de insulina implantables, entre otros, equipos de defensa y seguridad autónomos.
Su funcionamiento se basa en la captura de partículas beta (electrones de alta velocidad) mediante un semiconductor, a modo de panel solar, pero alimentado por radiación.
"A diferencia de los reactores de las centrales nucleares tradicionales, que dependen de una reacción de fisión en cadena, las baterías nucleares aprovechan la desintegración radiactiva natural de los isótopos", detallan los autores.
"Mientras que los sistemas convencionales suelen ser muy voluminosos porque transforman el calor de la desintegración en electricidad mediante materiales termoeléctricos, la tecnología de la Qianjiyuan Tianshu redirige las partículas beta (electrones de alta velocidad) emitidas por la desintegración del carbono-14 directamente hacia un semiconductor de carburo de silicio (SiC).
"Al impactar, estas partículas excitan los electrones del material, generando una corriente eléctrica continua. Los científicos describen el concepto, en esencia, como un panel solar autónomo alimentado constantemente por radiación interna en lugar de luz exterior".
El medio chino Science and Technology Daily destaca que el componente que posibilita la conversión de energía —el transductor de carburo de silicio— ha sido desarrollado y producido íntegramente en China, lo que ataja los cortapisas de versiones anteriores que además tenían costes prohibitivos.
Históricamente, las baterías nucleares han estado reservadas para misiones espaciales icónicas de altísimo presupuesto, tales como las sondas Voyager de la NASA (1977), el astromóvil Mars Curiosity (2012) o los vehículos lunares chinos de las misiones Chang'e-3 y Chang'e-4.
"Sin embargo, con este diseño compacto, potente y asequible, China protege su independencia tecnológica frente a posibles posibles bloqueos comerciales externos y marca la ruta hacia una producción industrial soberana con un valor comercial incalculable en la vida civil y militar moderna", señala.
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