Le attività di ricerca volte allo sviluppo di batterie di nuova generazione, per raggiungere obiettivi finora impensabili, sono sviluppate su più piani di applicazione. Solo per citarne alcuni: aumentare l’efficienza energetica, incrementare la durata della carica e della sicurezza, ridurre le dimensioni e il peso a vantaggio di una capacità più elevata. Batterie nucleari per usi civili: se ne era già parlato per la batteria nano-diamante di NDB, Inc. e ancora oggi, sempre di più, l’impegno collettivo mira allo sviluppo di batterie maggiormente sostenibili e durevoli. Soprattutto, realizzate con materiali che siano riciclabili e meno impattanti sull’ambiente.
In questo senso una novità importante (e che fa ben sperare) alberga in Scandinavia. A seguito della partnership tra le aziende Northvolt e Stora Enso, un team di ricercatori ha brevettato Lignode, una batteria realizzata con la lignina, costituente del legno più abbondante dopo la cellulosa. L’obiettivo: ridurre l’uso del litio all’interno delle moderne batterie, con tutte le conseguenze del caso.
Batterie a energia atomica, cosa sono e come funzionano
Alcune ricerche mondiali vertono sulla messa a punto di batterie nucleari per usi civili (in questo senso si rimanda ai tech trend da tenere d’occhio nel 2024). Parliamo di dispositivi a stato solido che convertono in elettricità l’energia dei decadimenti radioattivi, e funzionano mediante una reazione nucleare spontanea, soprattutto un decadimento beta, in cui un elemento chimico muta in un altro elemento, generando elettricità.
Il rimando è a generatori di elettricità robusti e affidabili che offrono numerosi vantaggi rispetto alle batterie canoniche; secondo gli esperti, le batterie a energia atomica – che, rispetto a quelle chimiche, non hanno la tendenza a prendere fuoco oppure a esplodere – non riservano alcuna criticità in termini di smaltimento poiché la completa scarica combacia con la fine del decadimento radioattivo.
All’atto pratico le batterie nucleari possono fornire una potenza elettrica costante a lungo tempo, anche per decenni, senza dover essere (appunto) ricaricate o sostituite (ragione per cui, tra le loro svariate applicazioni, trovano impiego nelle esplorazioni spaziali). Inoltre sono stabili pur in condizioni ambientali estreme (basse/alte temperature) e funzionali anche in situazioni in cui è richiesta una affidabile e duratura fornitura di energia elettrica (un esempio su tutti: utilizzare le batterie nucleari per dispositivi medicali).
Dallo spazio alla terra, le batterie nucleari per uso civile
Nessun film di fantascienza: le batterie nucleari per usi civili saranno realtà. Betavolt comunica di essere al lavoro su un esemplare di batteria nucleare ultracompatto (“BB100”), già in fase di produzione – quantomeno per la fase pilota –, che presto verrà prodotta su larga scala per poi essere immessa sul mercato (ottenuto il placet dagli enti regolatori, la previsione è il lancio di una batteria da 1W già nel 2025)
Dalle dimensioni di 15 x 15 x 5 mm (dunque comparabili a quelle di una moneta), la prima batteria nucleare per uso civile congegnata dalla startup cinese fornirebbe 100 microwatt di potenza lungo una finestra temporale di 50 anni, senza bisogno di alcuna operazione di ricarica.
Restando sui numeri, il dispositivo – la cui tecnologia concilia l’uso dell’isotopo nichel-63 e del silicio con struttura a forma di diamante – produce 8,64 joule di energia ogni giorno e 3.153 joule di energia all’anno. E mentre il design modulare permette di collegare più batterie per ottenere una potenza superiore, la scelta tecnica optata dagli ingegneri di Betavolt consente di miniaturizzare la batteria mantenendo bassi i costi di produzione.