Una batteria che non ha bisogno di essere ricaricata per più di 30 anni: gli Stati Uniti vogliono realizzarla con un materiale che nessuno vorrebbe avere vicino
27/09/2026 12:30
Aggiornato a
27/09/2026 12:30
Mantenere in funzione determinati dispositivi per anni senza sostituire le loro batterie rimane una sfida per l’industria aerospaziale e per i sistemi di sorveglianza installati in zone remote. I pannelli solari non sono sempre una soluzione praticabile e le batterie chimiche presentano una capacità limitata, soprattutto nei dispositivi che devono funzionare ininterrottamente. Per risolvere questo problema, gli Stati Uniti stanno studiando una tecnologia in grado di produrre elettricità per decenni utilizzando un materiale che normalmente richiede un deposito controllato.
L’iniziativa beneficia di un finanziamento di 3,37 milioni di dollari da parte di DARPA, l’agenzia di ricerca del Dipartimento della Difesa statunitense, ed è guidata dall’Università Statale di Morgan. Con il nome SYMPHONEE, il progetto mira a sviluppare una batteria nucleare che sfrutti la radiazione dello stronzio-90 per alimentare dispositivi elettronici per lunghi periodi. La sua caratteristica principale è che non richiede ricarica per continuare a produrre elettricità, sebbene lo sviluppo debba ancora superare importanti sfide tecniche e di sicurezza.
La tecnologia studiata dal consorzio statunitense è conosciuta come betavoltaica e utilizza semiconduttori per trasformare l’energia di determinate emissioni radioattive in corrente elettrica. Quando le particelle beta attraversano questi materiali, trasferiscono parte della loro energia e generano cariche elettriche che possono essere sfruttate tramite un circuito. Il funzionamento assomiglia a quello di una cella fotovoltaica, con la differenza che non ha bisogno di luce solare, poiché l’energia proviene dalla disintegrazione stessa del materiale radioattivo.
Le possibili applicazioni di questa tecnologia riguardano dispositivi che necessitano di un’alimentazione elettrica ridotta, ma costante per periodi particolarmente lunghi. Tra questi figurano gli strumenti scientifici installati in luoghi inaccessibili, i sensori di sorveglianza, determinati sistemi sottomarini e i dispositivi utilizzati nelle missioni spaziali. Tuttavia, aumentare la quantità di elettricità disponibile rimane una delle principali limitazioni delle batterie betavoltaiche, la cui potenza nelle applicazioni commerciali si colloca solitamente nell’ordine dei nanovatia o microvatia.
Gli Stati Uniti vogliono aumentare la potenza di queste batterie, ma esistono ancora importanti ostacoli da superare.
Il programma Rads to Watts di DARPA si pone come obiettivo quello di raggiungere una densità di potenza superiore ai 10 watt per chilogrammo, un valore di riferimento che permetterebbe di ampliare le applicazioni di questi dispositivi. Ricerche precedenti hanno già dimostrato che è possibile aumentare la produzione di elettricità combinando materiali radioattivi e semiconduttori. Infatti, uno studio pubblicato su Scientific Reports ha proposto una batteria da un watt composta da 35 moduli, con strati di stronzio-90 spessi 45 micrometri alternati a diodi di silicio per sfruttare l’energia delle particelle emesse.
Gli esperimenti di quella ricerca hanno registrato tassi di conversione compresi tra il 16% e il 19%, sebbene i test abbiano utilizzato un acceleratore di elettroni per simulare le emissioni radioattive. Pertanto, questi risultati non dimostrano che esista già una batteria a stronzio-90 in grado di mantenere tale prestazione per decenni.
Anche la sicurezza influenzerà qualsiasi applicazione commerciale o militare di questa tecnologia, poiché lo stronzio-90 rappresenta un rischio per la salute se entra nell’organismo e può accumularsi nelle ossa a causa del suo comportamento chimico simile a quello del calcio. Il suo recupero dai rifiuti nucleari richiede processi di separazione e purificazione, nonché sistemi di incapsulamento e protezione adeguati per evitare l’esposizione e la liberazione accidentale del materiale.