La generación de electricidad a partir de energía nuclear representa una de las fuentes más eficientes y con menores emisiones de gases de efecto invernadero. No obstante, el tratamiento de los residuos radiactivos derivados de este proceso plantea desafíos ambientales y de seguridad.
Según una investigación reciente de la Universidad Estatal de Ohio, un equipo de científicos diseñó una batería que permite aprovechar estos desechos para generar electricidad de manera segura y sostenible.
Tal y como se describe en el estudio publicado en la revista Optical Materials: X, el dispositivo funciona mediante cristales centelladores, materiales de alta densidad que emiten luz al absorber radiación, combinados con células solares que transforman esa luz en electricidad.
Resultados de las pruebas en laboratorio
El prototipo, de aproximadamente 4 centímetros cúbicos, fue sometido a pruebas en el Nuclear Reactor Laboratory de Ohio State con dos fuentes radiactivas distintas: cesio-137, un subproducto de la fisión nuclear en combustible gastado, y cobalto-60, un isótopo generado en reacciones nucleares.
Según detalló el equipo de investigación, el prototipo logró generar 288 nanovatios con cesio-137, mientras que con cobalto-60 alcanzó 1.5 microwatios, cantidad suficiente para alimentar sensores de baja potencia.
Aunque los niveles de producción aún son bajos en comparación con la demanda de consumo doméstico, el estudio señaló que la tecnología podría escalarse con fuentes de radiación más intensas.
Aplicaciones y ventajas del dispositivo
Los investigadores indicaron que esta batería está diseñada para operar en entornos con alta radiación, como piscinas de almacenamiento de residuos nucleares y sistemas de exploración en el espacio o en aguas profundas.
Además, aseguraron que, si bien la radiación gamma utilizada en el experimento es 100 veces más penetrante que una radiografía o una tomografía, el dispositivo en sí no incorpora materiales radiactivos, por lo que su uso es seguro al tacto.
En relación con los beneficios del sistema, Raymond Cao, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial y líder del proyecto, explicó que la innovación radica en transformar en recurso un material considerado hasta ahora como desecho. “Estamos aprovechando algo que se ve como un residuo y, por naturaleza, intentando transformarlo en un tesoro”, afirmó.
Factores clave y desafíos tecnológicos
Según la investigación, el rendimiento de la batería depende en gran medida del diseño de los cristales centelladores. Cuanto mayor sea su tamaño, mayor cantidad de radiación pueden absorber y, en consecuencia, mayor luz pueden emitir para su conversión en energía eléctrica.
Respecto a los resultados obtenidos, Ibrahim Oksuz, investigador en ingeniería mecánica y aeroespacial y coautor del estudio, aseguró que estos avances representan “resultados innovadores en términos de producción de energía”.
No obstante, advirtió que el siguiente paso del proyecto será lograr una mayor generación de electricidad a través de la ampliación de los componentes del sistema.
Perspectivas y financiamiento del proyecto
Si bien los investigadores señalaron que la escalabilidad de la tecnología es un objetivo viable, Raymond Cao explicó que producir estas baterías a gran escala implicaría costos elevados y requeriría más estudios sobre su durabilidad y limitaciones antes de su implementación en aplicaciones industriales o científicas.
El desarrollo del proyecto contó con el respaldo del Departamento de Energía de EE. UU., a través de la National Nuclear Security Administration y la Office of Energy Efficiency and Renewable Energy. Además, participaron especialistas de la Universidad de Toledo.
Según el equipo de investigación, este tipo de baterías podría tener un impacto significativo en la gestión de residuos radiactivos y en el desarrollo de nuevas fuentes de energía.
Aunque aún se requieren más estudios, los científicos destacaron que la posibilidad de transformar desechos peligrosos en electricidad representa un avance con potencial para diversas aplicaciones tecnológicas y energéticas.
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