Desechos nucleares, diamantes y cómo pueden revolucionar las baterías de los teléfonos inteligentes
La ciencia ficción se ha hecho realidad a medida que llevamos teléfonos que actúan como pequeñas computadoras en nuestros bolsillos. Sin embargo, incluso a medida que avanza la tecnología, la fuente de energía detrás de la tecnología nos frena, lo que limita las ventajas que representan estos dispositivos. Desde el momento en que encendemos un dispositivo, el reloj corre a medida que la batería se degrada y pierde capacidad . Diariamente, asegurarse de que la batería esté cargada y lista para usar es una molestia, y todos olvidamos enchufarla durante la noche de vez en cuando.
Para mí, como creador de contenido y con cámaras, drones , tabletas , micrófonos y otros dispositivos para mantenerme cargado, puede convertirse en una gran tarea asegurarme de que todos mis dispositivos electrónicos funcionen cuando los necesito. Para colmo, en muchos teléfonos y otros dispositivos móviles, reemplazar la batería es difícil o absolutamente imposible. Pero una solución está en el horizonte. Un día, pronto, llegará una revolución de las baterías usando una combinación improbable de desechos nucleares y diamantes.
Por qué las baterías de los teléfonos de hoy son un problema
Desde el principio hasta el final del ciclo de vida de nuestros productos electrónicos, las baterías plantean muchos problemas. La extracción de litio y otros componentes de las baterías que utilizamos actualmente es un negocio sucio y destructivo, al igual que el refinamiento de estos materiales raros. A medida que aumente la demanda, estos impactos afectarán cada vez más a nuestros paisajes salvajes con consecuencias potencialmente desastrosas.
Una vez que nuestras baterías se agotan, ellas y los dispositivos que alimentan con frecuencia terminan pudriéndose en los vertederos . A veces, nuestros desechos electrónicos se envían al extranjero, donde luego se recuperan o se queman de manera inexperta, y terminan en el aire y el agua. Solo un pequeño porcentaje de nuestros productos electrónicos desechados se recicla de manera responsable. Si tan solo las baterías no se degradaran tan rápido, tal desperdicio podría reducirse drásticamente.
Cómo la tecnología nuclear podría ser nuestra solución
De toda la nueva y prometedora tecnología de baterías en la que se está trabajando hoy en día, la más emocionante tiene que ser la de las baterías nucleares. Estas baterías no solo durarían potencialmente decenas, cientos o incluso miles de años, sino que también generarían su propia energía a partir de la radiación. En un futuro no muy lejano, es posible que nuestras baterías no solo duren más que nuestros teléfonos y posiblemente excedan nuestra propia vida útil muchas veces, sino que nunca necesitarán recargarse.
Como si el concepto de baterías nucleares no pudiera sonar más loco, las que algún día podrían llegar a nuestros teléfonos y automóviles en realidad estarían hechas de nanodiamantes artificiales. Decir que la ciencia detrás de estas baterías de nanodiamantes es compleja es quedarse corto. Esencialmente, en los términos más simples posibles, los elementos radiactivos se extraen de los desechos nucleares y se encierran en diamantes mediante deposición química de vapor. El diamante luego actúa como un transductor para transformar la radiación en electricidad.
Además de la longevidad y la capacidad de autocarga, las baterías nucleares revolucionarían el diseño de los teléfonos inteligentes. Harían que los puertos de carga fueran innecesarios, por lo que los teléfonos podrían impermeabilizarse por completo y hacerse mucho más resistentes que nunca. También es concebible, a medida que los diamantes artificiales se vuelvan más baratos de producir, que nuestros teléfonos pronto estén recubiertos de diamantes y, por lo tanto, sean prácticamente indestructibles.
Más allá de los teléfonos, estas baterías nucleares podrían alimentar potencialmente todos los dispositivos electrónicos que usamos hoy. Desde relojes inteligentes y auriculares hasta automóviles, drones e incluso robots. Una vez que empiezas a pensar en ello, te das cuenta de que las baterías de nanodiamantes tienen el potencial de cambiar muchos aspectos de nuestra tecnología que se ven frenados por las limitaciones de nuestro diseño actual de batería profundamente defectuoso.
La empresa que intenta hacer realidad las baterías nucleares
Una de las empresas líderes en el desarrollo de esta tecnología es NDB , siglas que significan “Nano Diamond Batteries”. En palabras del Dr. Nima Golsharifi, CEO de NDB, cuando fue entrevistado para un episodio del podcast Energy Cast : “Hablando metafóricamente, es similar a los paneles solares; la diferencia es que NDB genera electricidad utilizando la radiación de los materiales radiactivos en lugar de la luz solar”
Las baterías de diamante también son una posible solución a los problemas desatendidos durante mucho tiempo relacionados con la eliminación de desechos de las plantas de energía nuclear de fisión. Existen enormes cantidades de este material altamente peligroso en todo el mundo, y almacenarlo o desecharlo es increíblemente costoso. Sin embargo, estos desechos también son ricos en energía, y es lo que alimenta las baterías nucleares que NDB está desarrollando.
Como dice el Dr. Golsharifi: “Las soluciones NDB, y el propósito de nuestra empresa, es hacer un buen uso de estos subproductos y resolver los problemas de desechos nucleares y, a su vez, ayudar al medio ambiente mediante la promoción de la energía nuclear, que es una fuente limpia. y, a su vez, apoyando a la sociedad mediante la creación de una especie de economía circular”.
Por supuesto, una pregunta lógica que bien podría hacerse es si estas baterías son seguras o no . Existe un estigma en torno a cualquier cosa que tenga que ver con la energía nuclear, que es un posible obstáculo para la adopción de esta tecnología, pero el Dr. Golsharifi cree que este miedo se puede superar mediante la educación: “No mucha gente sabe que la mayoría de los detectores de humo contienen material radiactivo; aun así, los tienen en casa sin ningún problema.”
La radiación de las baterías nucleares está encerrada de forma segura dentro de esos minúsculos diamantes. “Tenemos un sistema de bloqueo del transductor que evita que se acceda al isótopo a granel y se utilice para otros fines que no sean la fuente de energía del NDB. Hacemos esto específicamente mediante la implantación de iones a nanoescala de radioisótopos dentro de nuestra estructura, y esto nos permite cumplir con varios requisitos de seguridad del consumidor”, explica el Dr. Golsharifi.
NDB ha realizado una extensa investigación para garantizar que sus baterías sean lo suficientemente seguras para usar en productos como teléfonos y automóviles. En muchos sentidos, las baterías NDB no producen emisiones ni radiación dañina. Las baterías nucleares compuestas de diamantes casi indestructibles son probablemente más seguras que las baterías de iones de litio, que se sabe que explotan y se incendian.
Otra pregunta pertinente es el costo. Después de todo, estamos hablando de un producto que está hecho tanto de diamantes como de materiales nucleares. Sin embargo, el costo ya está cayendo, de $2.4 millones por kilogramo hasta $40,000 en 2018 (según el Dr. Golsharifi). NDB espera que el precio baje aún más con la producción en masa, comenzando siendo más caro que el ion-litio y disminuyendo con el tiempo, para eventualmente tener un precio competitivo con el ion-litio.
Incluso si inicialmente son más caras que las baterías tradicionales, ¿no estaría dispuesto a pagar más por un teléfono que nunca necesita recargar ? ¿Un coche que nunca necesita ser repostado? ¿Dispositivos que no solo nunca se sequen, sino que vendan su jugo a la red o reduzcan la factura de energía de su hogar?
Las baterías de nanodiamantes nunca necesitan recargarse, duran más que los dispositivos que alimentan, son seguras para su uso en productos de consumo y ayudarían a resolver la antigua pregunta de qué hacer con nuestros desechos nucleares.
Dispositivos nucleares que llegarán en 2023
Entonces, ¿cuándo podríamos esperar que las baterías nucleares lleguen al mercado? NDB ya ha realizado pruebas de concepto y tiene la intención de tener un producto funcional listo para 2023. Arkenlight , otra empresa de baterías de nanodiamantes, ya tiene baterías nucleares de baja potencia en funcionamiento en equipos de monitoreo en el volcán Stromboli y en un vertedero de desechos nucleares del Reino Unido. Pasará un poco más en el futuro antes de que las primeras baterías de nanodiamante lleguen a nuestros teléfonos inteligentes, y probablemente mucho más antes de que alimenten nuestros automóviles.
Incluso si terminamos esperando de 5 a 10 años para que esta tecnología se convierta en un lugar común, ese no es el momento para un avance tan revolucionario. Por supuesto, también vale la pena reconocer cuán impredecible puede ser una tecnología de vanguardia como esta. Sin embargo, dado que la ciencia detrás de esto es sólida, y que las implementaciones menores de estas baterías ya están en el campo, veo una buena razón para ser optimista de que algún día nuestras baterías durarán más que nuestros teléfonos y nunca tendrán que hacerlo . ser recargado .