Científicos diseñan una nueva batería que funciona con residuos atómicos
Una revolucionaria batería transforma energía nuclear en electricidad aprovechando la radiación gamma para alimentar desde microchips hasta misiones espaciales, sin riesgos radiactivos. ¿El futuro de la energía sostenible está más cerca de lo que pensamos?
Por Enrique Coperías
Las baterías nucleares ofrecen una opción viable para alimentar aparatos electrónicos en lugares donde ya existen fuentes de alta radiación. Imagen conceptual de una batería de cesio-137 y cobalto-60, generada con Grok.
Un equipo de investigadores ha desarrollado una batería innovadora capaz de convertir la energía nuclear en electricidad mediante la emisión de luz, según revela un nuevo estudio publicado en la revista Optical Materials: X.
Las centrales nucleares, que producen alrededor del 20% de la electricidad en Estados Unidos, generan mínimas emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, también producen residuos radiactivos que pueden resultar peligrosos para la salud humana y el medioambiente. La eliminación segura de estos desechos nucleares representa un desafío considerable.
Mediante el uso de cristales centelleadores —materiales de alta densidad que emiten luz al absorber radiación— y células solares, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Ohio, en Estados Unidos, ha demostrado que la radiación gamma ambiental puede aprovecharse para generar electricidad suficiente para alimentar la microelectrónica, incluidos los microchips.
La batería nuclear de prueba generó 288 nanovatios
El prototipo de batería, de aproximadamente 4 centímetros cúbicos, fue probado utilizando cesio-137 y cobalto-60, dos de los productos de fisión más relevantes procedentes del combustible nuclear gastado. Las pruebas se llevaron a cabo en el Laboratorio de Reactores Nucleares del Estado de Ohio (NRL), una instalación dedicada a la investigación nuclear, la formación y el apoyo a la industria, aunque no produce energía eléctrica.
Los resultados fueron notables: al utilizar cesio-137, la batería nuclear generó 288 nanovatios. Con el más potente cobalto-60, la producción aumentó a 1,5 microwatios, suficiente para alimentar un sensor diminuto.
Aunque la mayoría de las fuentes de energía domésticas y electrónicas se miden en kilovatios, estos resultados sugieren que, con la fuente de energía adecuada, la tecnología podría ampliarse para aplicaciones que requieran niveles de vatios o por encima de estos. Según Raymond Cao, autor principal del estudio y profesor de iIngeniería Mecánica y Aeroespacial en la Universidad Estatal de Ohio, «estamos recogiendo algo que la naturaleza considera un residuo y transformándolo en un tesoro».
La radiación gamma empleada es aproximadamente cien veces más penetrante que una radiografía
El estudio señala que estas baterías nucleares podrían emplearse cerca de los sitios de producción de desechos nucleares, como piscinas de almacenamiento o en sistemas nucleares diseñados para la exploración espacial y de aguas profundas, ya que no están destinadas al uso público.
Afortunadamente, aunque la radiación gamma empleada es aproximadamente cien veces más penetrante que una radiografía o tomografía computarizada convencional, la batería no incorpora materiales radiactivos, lo que garantiza que sea segura al tacto.
Otro hallazgo clave es que la potencia generada podría aumentar según la composición del cristal centelleador elegido. Incluso la forma y el tamaño de los cristales influyen en la producción eléctrica final: un mayor volumen permite absorber más radiación, lo que se traduce en más luz y, por ende, mayor generación de energía.
Una revolución en generación de energía
Además, una superficie ampliada facilita a la célula solar la producción de electricidad.
«Estos resultados son revolucionarios en términos de producción de energía —dice Ibrahim Oksuz, coautor del estudio e investigador en Ingeniería Mecánica y Aeroespacial, en un comunicado de la Universidad Estatal de Ohio. Y comenta—: Este proceso de dos pasos aún se encuentra en su fase preliminar, pero el siguiente objetivo es generar más vatios mediante estructuras a mayor escala».
Dado que estas baterías nucleares probablemente se utilizarán en entornos con altos niveles de radiación y difícil acceso público, su larga duración asegura que no contaminarán el entorno. Además, podrían funcionar sin necesidad de mantenimiento rutinario.
Cao advierte que ampliar esta tecnología será costoso a menos que se logre una fabricación confiable. Se requiere más investigación para evaluar tanto la utilidad como las limitaciones de estas baterías nucleares, así como su vida útil tras una implementación segura.
«El concepto de pila nuclear es muy prometedor. Aunque aún hay amplio margen de mejora, estoy convencido de que en el futuro este enfoque desempeñará un papel crucial en la industria energética y de sensores», concluye Cao. ▪️
Información facilitada por la Universidad Estatal de Ohio
Fuente: brahim Oksuz, Sabin Neupane, Yanfa Yan, Lei R. Cao. Scintillator based nuclear photovoltaic batteries for power generation at microwatts level. Optical Materials: X (2025). DOI: https://doi.org/10.1016/j.omx.2025.100401
