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da | Mar 15, 2024 | Novità | 0 commenti

La pila atomica che dura 50 anni arriverà anche sulle auto?

Betavolt, azienda cinese all’avanguardia, ha lanciato sul mercato una rivoluzionaria micropila atomica, dalle dimensioni di una moneta e con una durata eccezionale di 50 anni. Dopo essere stata impiegata con successo in settori quali sottomarini e centrali elettriche, l’energia atomica si prepara a fare il suo ingresso nelle nostre vite quotidiane in una forma mai vista prima. Questo prototipo, con dimensioni pari a 15x15x5 mm, è in grado di erogare 100 microwatt di potenza a una tensione di 3 V, rendendolo comparabile alle tradizionali celle al litio. Sebbene la potenza sia attualmente limitata, l’azienda si impegna a introdurre sul mercato unità da 1 watt entro il 2025.

La tecnologia innovativa della pila Betavolt

La tecnologia della pila di Betavolt sfrutta il processo di decadimento degli isotopi, varianti radioattive di elementi normalmente stabili. Il termine “isotopo”, derivato dal greco e che significa letteralmente “lo stesso posto”, indica che tali sostanze occupano la stessa posizione nella tavola periodica degli elementi rispetto all’elemento di origine. Betavolt impiega il nichel 63 (Ni-63), un isotopo artificiale che, nel corso di decenni, si trasforma gradualmente in rame. Questo processo, noto come decadimento beta (da cui deriva il nome dell’azienda), comporta l’emissione di elettroni e antineutrini, la cui energia viene catturata mediante un innovativo sistema. L’azienda ha sviluppato un particolare semiconduttore di diamante, spesso solamente 10 micron (10 millesimi di millimetro, pari a circa un quinto del diametro di un capello), e ha creato una struttura a sandwich con uno strato di Ni-63 al centro, spesso due micron.

 

Cosa comprende?

Il prototipo comprende diverse di queste strutture, integrate con contatti elettrici per consentire il trasferimento dell’energia prodotta verso l’esterno. Tale configurazione assicura una gamma di temperature di funzionamento compresa tra -60 e +120 gradi Celsius. Secondo quanto dichiarato dall’azienda, “il decadimento del nichel 63 non genera neutroni né raggi gamma, ma solo raggi beta, i quali hanno un potere penetrante debole che li rende facilmente schermabili”. Questa caratteristica rende possibile l’impiego non solo in droni, sensori, dispositivi elettronici e robot, ma anche in dispositivi medici come pacemaker, cuori artificiali e altri apparecchi biomedici.

 

Una grande innovazione

In modo più assertivo, viene affermato che la Cina ha conseguito un’avanzata innovativa in due settori high-tech cruciali: quello delle batterie per l’energia atomica e dei semiconduttori di diamante di quarta generazione. Secondo quanto dichiarato, questa conquista pone la Cina in una posizione di notevole vantaggio rispetto agli istituti e alle imprese di ricerca scientifica europei e americani. È la stessa Betavolt a sottolineare che la batteria nucleare offre una densità energetica dieci volte superiore rispetto a una batteria al litio ternaria e potrebbe teoricamente immagazzinare fino a 3.300 megawattora in un’unica unità di un grammo. Grazie alla sua capacità di generare elettricità per cinquant’anni senza la necessità di ricarica, essa elimina completamente il fastidio delle ricariche periodiche.

 

Una svolta nel panorama dei veicoli elettrici

C’è molto su cui riflettere, specialmente considerando che densità energetiche così elevate potrebbero rivoluzionare completamente il panorama dei veicoli elettrici. Queste batterie sarebbero non solo più leggere e compatte rispetto a quelle al litio, ma anche prive di problemi di riciclo al termine della loro vita utile. La loro durata di cinquant’anni le renderebbe significativamente più longeve dei veicoli stessi, aprendo la possibilità di “trapiantarle” da un’auto all’altra. Restano comunque delle incognite riguardo ai costi – gli isotopi artificiali e i diamanti non sono certo economici – e alla sicurezza, considerando che dispositivi con capacità di decine di kWh potrebbero contenere quantità non trascurabili di materiale radioattivo.

I generatori a isotopi non rappresentano una novità assoluta: sonde spaziali come Voyager, Pioneer, Galileo, Ulysses, Cassini e New Horizon hanno tutte fatto uso di fonti energetiche di questo tipo, anche se i loro generatori convertivano il calore in elettricità. La Cina sembra ora prepararsi a emergere come potenza industriale anche nel campo delle batterie atomiche, dopo il successo delle batterie al litio. È interessante notare che Betavolt, pur essendo un’azienda giovane di soli due anni, ha già annunciato la sua intenzione di sviluppare batterie che utilizzano altri isotopi come lo stronzio-90, il promezio-147 e il deuterio.

 

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