El diagrama muestra el interior de una celda betavoltaica y explica el flujo de electrones dentro de la batería. Crédito:DGIST / Royal Society of Chemistry
Los dispositivos electrónicos son cada vez más pequeños, mas conectado, y más poderoso; y todavía tienen una cosa en común:necesitan energía para funcionar. Incluso los dispositivos médicos implantables en miniatura y los sensores remotos de Internet de las cosas necesitan cierta cantidad de energía para funcionar, lo que hace que sea un desafío diseñar igualmente pequeños, eficiente, y baterías duraderas para ellos.
Una de las alternativas que potencialmente podría ser la respuesta a estos problemas es la "celda betavoltaica". Estas células son un tipo de fuente de energía similar a las células fotovoltaicas que, en lugar de producir una corriente eléctrica mediante la captura de luz visible o ultravioleta, crea electricidad utilizando un tipo de radiación (desintegración beta) generada internamente por un material radiactivo. El mayor problema con las células betavoltaicas existentes es su baja eficiencia de conversión. Esto significa que solo una pequeña parte de la radiación emitida se puede convertir en energía eléctrica.
En un estudio reciente publicado en Comunicaciones químicas y seleccionada como imagen de portada de su edición de julio, científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST) en Corea, dirigido por el profesor Su-Il In, explorar una nueva técnica para mejorar el rendimiento de las células betavoltaicas. Lograr esto, tomaron una página de una técnica utilizada anteriormente en células fotovoltaicas:colorantes sensibilizantes. En la celda betavoltaica propuesta, los electrones utilizados en el tinte a base de rutenio son "sensibles" a la radiación beta emitida por el material fuente radiactivo. Esto significa que los electrones en el tinte se excitan más fácilmente a estados de mayor energía, haciéndoles más fácil saltar del tinte al material en el otro polo de la batería, completando así un circuito.
El rendimiento de su celda fue verificado experimentalmente y resultó ser bastante prometedor. como comenta el profesor In, "Hasta aquí, nuestra celda betavoltaica sensibilizada con colorante es la primera en aplicar colorante para lograr una alta eficiencia de conversión de radiación a corriente ". durable, y los dispositivos betavoltaicos eficientes podrían abrir una gran cantidad de espacio de diseño para pequeños dispositivos electrónicos de configuración y olvido. Emocionado por los resultados, El profesor In concluye, "Exploramos un nuevo horizonte en el campo de los dispositivos betavoltaicos, y predecimos que será posible lograr eficiencias aún mayores mediante modificaciones adicionales, creando nuevas oportunidades en el campo de las baterías nucleares ".