Un equipo de investigadores de la Universidad de Ohio State ha dado un paso impactante al desarrollar una batería capaz de transformar la energía nuclear en electricidad mediante la emisión de luz. Este sorprendente avance, que podría parecer sacado de una película de ciencia ficción, promete abrir un abanico de posibilidades para sectores tan innovadores como el de los vehículos eléctricos e híbridos, ya que plantea un futuro en el que incluso los residuos nucleares se conviertan en una fuente valiosa de energía.
La tecnología desarrollada se basa en la utilización de cristales centelleadores, unos materiales de alta densidad que emiten luz al absorber radiación, combinados con células solares. De esta forma, se consigue capturar la radiación gamma del ambiente y transformarla en una salida eléctrica capaz de alimentar dispositivos de microelectrónica, como los microchips.
Energía nuclear: de desecho a tesoro
Las centrales nucleares en los Estados Unidos generan cerca del 20% de toda la electricidad del país, prácticamente sin emitir gases de efecto invernadero. Sin embargo, a pesar de sus beneficios en materia de emisiones, su mayor problemática radica en la generación de desechos radiactivos, que suponen un reto considerable para la salud y el medio ambiente.
El equipo de Ohio State ha encontrado en estos residuos una oportunidad única. Tal y como afirmó el profesor Raymond Cao, autor principal del estudio y director del Laboratorio de Reactores Nucleares de Ohio State, "estamos recolectando algo que se considera un desecho y, por naturaleza, estamos tratando de convertirlo en un tesoro".
El prototipo desarrollado, que ocupa apenas unos 4 centímetros cúbicos, fue probado utilizando dos de los productos de fisión más relevantes del combustible nuclear gastado: el cesio-137 y el cobalto-60.
En condiciones experimentales en el Laboratorio de Reactores Nucleares (NRL) de Ohio State, la batería demostró capacidades sorprendentes. Con cesio-137, el dispositivo generó 288 nanovatios, mientras que con el isótopo mucho más potente, el cobalto-60, alcanzó la cifra de 1,5 microvatios.
Aunque estos niveles de energía son ínfimos comparados con los kilovatios requeridos para el consumo doméstico o el de grandes dispositivos electrónicos, la demostración es crucial. Los resultados indican que, con una fuente de energía adecuada, esta tecnología podría ser escalada para aplicaciones específicas que operen en el nivel de los vatios o incluso superiores.
Un avance seguro y controlado
Es importante recalcar que, a pesar de trabajar con radiación gamma, aproximadamente cien veces más penetrante que una radiografía o una tomografía computarizada, la batería en sí misma no incorpora materiales radiactivos.
Esto significa que, a diferencia de lo que se podría pensar, el dispositivo es completamente seguro al tacto. Además, sus posibles aplicaciones se centrarían en entornos controlados, como piscinas de almacenamiento de desechos nucleares o sistemas nucleares destinados a la exploración espacial y de aguas profundas.
No se trata, por tanto, de una tecnología de uso público, sino de una solución especializada que transforma un problema ambiental en una fuente potencial de energía.
Aunque el dispositivo actual está diseñado para aplicaciones microelectrónicas, la idea de aprovechar energía “residual” o subutilizada abre una puerta fascinante para otros sectores, como la movilidad eléctrica. La posibilidad de integrar tecnologías que transformen desechos nucleares en energía útil podría, en un futuro no muy lejano, inspirar innovaciones que aporten mayor eficiencia y autonomía a los vehículos.
Los investigadores han descubierto además que la forma y el tamaño de los cristales centelleadores influyen directamente en la capacidad del dispositivo para absorber radiación y convertirla en luz, lo que se traduce en una mayor producción eléctrica. Un mayor volumen de cristales permite capturar una mayor cantidad de energía, y una superficie más amplia ayuda a las células solares a generar más electricidad.
Este descubrimiento subraya la importancia de optimizar cada componente del prototipo para maximizar su rendimiento, lo que podría llevar, en el futuro, al desarrollo de baterías aún más eficientes.