Questa batteria può durare più di 5.000 anni senza ricariche

Altro che silicio-carbonio, un gruppo di scienziati dell’Autorità per l’Energia Atomica del Regno Unito (UKAEA) e dell’Università di Bristol ha sviluppato un dispositivo capace di generare energia ininterrottamente per millenni.

Si tratta di una batteria al diamante basata sul carbonio-14, un isotopo radioattivo ampiamente noto per il suo impiego nella datazione dei reperti organici.

Questa tecnologia, definita betavoltaica, converte l’energia scaturita dal decadimento radioattivo direttamente in corrente elettrica, offrendo una soluzione a lunghissimo termine per l’alimentazione di apparecchi a basso consumo.

Batteria al carbonio-14, dalle scorie nucleari all’energia pulita

Il processo di creazione di queste batterie affronta in modo intelligente una complessa sfida ambientale ed economica legata alla gestione degli scarti nucleari.

Il Regno Unito ospita quasi 95.000 tonnellate di blocchi di grafite originariamente utilizzati per moderare le reazioni all’interno delle centrali. I ricercatori hanno messo a punto un metodo per riscaldare tali blocchi, estraendo il carbonio-14 che si concentra sulla loro superficie sotto forma di gas.

Questo procedimento permette di ridurre sensibilmente la radioattività del materiale residuo, abbattendo i costi e le difficoltà di stoccaggio a lungo termine. Il gas estratto viene successivamente elaborato per essere trasformato in un diamante artificiale.

Il meccanismo di funzionamento e la sicurezza

A differenza dei sistemi di generazione tradizionali, che richiedono l’interazione tra magneti e bobine, la batteria a diamante produce elettricità in assenza di parti mobili e senza necessitare di alcuna manutenzione.

Il carbonio-14 emette particelle beta durante il suo naturale processo di decadimento. Quando queste particelle attraversano il materiale semiconduttore, liberano elettroni e innescano un flusso elettrico continuo.

Poiché il diamante artificiale è composto interamente dal materiale radioattivo, esso viene incapsulato all’interno di un ulteriore strato di diamante sintetico neutro. Questa struttura esterna agisce come uno scudo impenetrabile.

Il ricercatore Neil Fox ha evidenziato come le radiazioni a corto raggio emesse dal carbonio-14 vengano totalmente bloccate da qualsiasi barriera solida.

Essendo il diamante il materiale più duro conosciuto, la sicurezza è totale: il dispositivo emette verso l’esterno un livello di radiazioni inferiore a quello di una comune banana. Il guscio protettivo ha inoltre l’effetto di innalzare l’efficienza della generazione elettrica fino a sfiorare il 100%.

Applicazioni pratiche e prospettive

La vita utile di questa tecnologia è determinata dal tempo di dimezzamento del carbonio-14, fissato a 5.730 anni. Di conseguenza, la batteria impiegherà quasi sei millenni per vedere la propria capacità di erogazione scendere al 50%.

Anche se la potenza espressa è contenuta rispetto alle tecnologie convenzionali, fornendo circa 15 Joule al giorno per ogni grammo di carbonio-14 rispetto al rapido scaricamento di una normale pila stilo AA, i vantaggi in contesti specifici risultano straordinari.

Apparecchiature che operano in ambienti inaccessibili o nei quali una procedura di ricarica risulta inattuabile o troppo invasiva potranno trarre immenso beneficio da questa invenzione.

Dispositivi medici interni come i pacemaker, satelliti, droni ad alta quota e veicoli spaziali rappresentano candidati eccellenti per sfruttare un’energia capace di durare quanto la storia della nostra civiltà.

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