La energía nuclear viene con casi cero emisiones de gases de efecto invernadero, pero tiene sus propios problemas en forma de desechos radiactivos.
Un nuevo estudio propone una forma de reutilizar este desperdicio: alimentar baterías para microelectrónicas.
Los investigadores en los Estados Unidos usaron ambiente radiación gamma Dado por los desechos nucleares para generar suficiente energía para ejecutar microchips. Este tipo de poder se limita actualmente a pequeños sensores, pero el equipo cree que podría ampliarse.
«Estamos cosechando algo considerado como residuos, y por naturaleza, tratando de convertirlo en tesoro», dice Ingeniero Nuclear Raymond Cao de la Universidad Estatal de Ohio.
Alrededor del 10 por ciento de las demandas de energía del mundo son actualmente cumplido por la energía nuclearuna alternativa a los combustibles fósiles en los que tradicionalmente nos hemos basado. Si los científicos pueden hacer uso de sus desechos, puede convertirse en una opción más atractiva.
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Las baterías nucleares, dispositivos que convierten la descomposición radiactiva en electricidad, han estado en proceso durante décadaspero la tecnología aún no se ha hecho prácticamente viable.
Aquí, la potencia se generó a través de dos etapas: primero, cristales de centelleador Convertió la radiación en luz y luego las células solares convirtieron esta luz en electricidad. La batería prototipo midió aproximadamente 4 centímetros cúbicos (0.24 pulgadas cúbicas).
Cuando se analizan con dos fuentes radiactivas, Cesium-137 y Cobalt-60, ambos productos de desecho comunes de la fisión nuclear, la batería generó 288 nanocatios y 1.5 microondas, respectivamente.
«Estos son resultados innovadores en términos de potencia de salida». dice Ibrahim Oksuz, un ingeniero aeroespacial de la Universidad Estatal de Ohio.
«Este proceso de dos pasos todavía está en sus etapas preliminares, pero el siguiente paso implica generar mayores vatios con construcciones de escala».
Estas baterías se utilizarían cerca de instalaciones donde se producen desechos nucleares, no por el público, sino que existe el potencial aquí para sensores y monitores que requerirían muy poco mantenimiento.
La batería en sí sería segura de tocar y no contaminaría su entorno, dicen los investigadores, aunque todavía hay preguntas sobresalientes sobre cuánto tiempo podría durar la fuente de energía una vez instalada.
«Los requisitos de dureza de radiación tanto para el Scintillator como para la célula fotovoltaica son significativos y deberían ser un foco clave de la investigación por parte de los investigadores que trabajan en este tema», el equipo escritura.
Es posible que la tecnología se use en otros lugares donde se encuentra la radiación gamma, como la salida del espacio. Se necesitarán actualizaciones significativas para este prototipo, pero los investigadores confían en que la idea básica funciona.
Durante el estudio, el equipo también hizo descubrimientos importantes sobre cómo la configuración de los cristales y las células solares puede afectar las tasas de conversión y la producción, lo que puede llevarse adelante a futuras investigaciones.
«El concepto de batería nuclear es muy prometedor», dice Oksuz.
«Todavía hay mucho margen de mejora, pero creo que en el futuro, este enfoque forjará un espacio importante para sí mismo tanto en la industria de la producción de energía como en la industria de los sensores».
La investigación ha sido publicada en Materiales ópticos: x.
