È ufficiale: la batteria nucleare BV100 di Beijing Betavolt New Energy Technology è ora in produzione di massa. Di dimensioni ridotte, paragonabili a quelle di una moneta, e con la straordinaria capacità di funzionare per ben 50 anni senza mai necessitare di una ricarica, questa microbatteria segna l'inizio di una nuova era nella tecnologia energetica, finora riservata a settori militari, aerospaziali o sperimentali.

Il design betavoltaico della BV100

La chiave di questo innovativo dispositivo è il design betavoltaico, che sfrutta il decadimento radioattivo controllato di un isotopo, convertendolo direttamente in elettricità. La BV100 utilizza il nichel-63, un isotopo instabile che emette particelle beta, ossia elettroni ad alta energia, durante il processo di decadimento. Diversamente dai generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG) impiegati nelle missioni spaziali, la batteria betavoltaica trasforma in modo diretto l'energia cinetica degli elettroni in corrente elettrica, grazie all'utilizzo di un semiconduttore. Nel caso della BV100, il semiconduttore è composto da due sottili strati di diamante sintetico, un materiale noto per la sua incredibile stabilità e resistenza.

Prestazioni e potenzialità della BV100

L'emissione di elettroni colpisce il semiconduttore, generando una corrente continua a basso voltaggio ma con una durata potenzialmente pluridecennale. Questo sviluppo avviene a poco più di un anno dalla presentazione pubblica della batteria nel gennaio 2024, che, sebbene avesse inizialmente suscitato entusiasmo e scetticismo, ha ora dimostrato di essere concreta e promettente.

Dimensioni e modularità della batteria

La BV100 mantiene dimensioni compatte (15 x 15 x 5 mm) e presenta una struttura modulare che consente di collegare più celle per ottenere configurazioni più potenti. Inoltre, Betavolt ha annunciato una versione potenziata da 1 watt, prevista per la fine del 2025, destinata a alimentare sistemi più complessi come dispositivi IoT o robot miniaturizzati.

Confronto con batterie tradizionali

Con una densità energetica di 3.300 milliwattora per grammo, la BV100 supera ampiamente le attuali batterie agli ioni di litio, come le NMC (nichel-manganese-cobalto) utilizzate in smartphone, computer portatili e veicoli elettrici, che si attestano intorno ai 300 milliwattora per grammo. Le batterie agli ioni di litio, sebbene siano lo standard moderno per l'accumulo di energia portatile, presentano problematiche significative relative alla degradazione nel tempo e all'impatto ambientale dell'estrazione delle materie prime.

Vantaggi ecologici della BV100

A differenza di esse, la BV100 offre vantaggi straordinari: non richiede ricariche, non si degrada, non surriscalda e non presenta rischi di incendio o esplosione. È progettata per operare in condizioni estreme, da -60°C a +120°C, senza alcun auto-scaricamento. Inoltre, una volta terminato il decadimento del nichel-63, il materiale radioattivo si trasforma in rame stabile, riducendo notevolmente l'impatto ambientale.

Riconoscimenti e sviluppo futuro

Questo dispositivo ha già ricevuto riconoscimenti significativi in Cina, incluso il terzo posto al concorso di innovazione 2023 della China National Nuclear Corporation, e Betavolt sta lavorando attivamente per la registrazione dei brevetti a livello mondiale.

Competizione nel campo delle tecnologie energetiche

Nel frattempo, anche altri centri di ricerca stanno approfondendo tecnologie simili. Il Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology della Corea del Sud, ad esempio, ha recentemente presentato una batteria betavoltaica basata sul carbonio-14. Questo prototipo, sviluppato dal professor Su-Il In, impiega semiconduttori al biossido di titanio e coloranti al rutenio, mostrando efficienze promettenti anche se con densità di potenza attualmente limitate.

Prospettive future della BV100 e delle nuove tecnologie energetiche

La competizione tra queste nuove tecnologie promette di rivoluzionare il modo in cui consideriamo l'accumulo e l'uso di energia, con la BV100 che segna il primo passo verso una futura applicazione generalista in una varietà di settori, mantenendo dimensioni ridotte e prestazioni elevate.