Οι μπαταρίες διαμαντιού μπορούν να διαρκέσουν 5700 χρόνια

Η Αρχή Ατομικής Ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου και το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ σχεδιάζουν να παράγουν μπαταρίες διαμαντιών από γραφίτη που έχει απομείνει από πυρηνικούς αντιδραστήρες.

Πίνακας περιεχομένων

Οι εξελίξεις στοχεύουν στη δημιουργία ενός εναλλακτικού τύπου μπαταρίας που μπορεί να τροφοδοτήσει μικρές συσκευές. Παραδείγματα περιλαμβάνουν συναγερμούς καπνού, τσιπ υπολογιστών, βηματοδότες (όπου η αντικατάσταση της μπαταρίας απαιτεί χειρουργική επέμβαση) και ακόμη και μικρούς δορυφόρους.

Εκτός από την ασυνήθιστη μορφή, οι μπαταρίες θα έχουν ένα ακόμη χαρακτηριστικό: δεν χρειάζεται επαναφόρτιση. Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, η συνεχής λειτουργία μιας συσκευής που χρησιμοποιεί μια μπαταρία διαμαντιού ως μπαταρία μπορεί να διαρκέσει έως και αρκετές χιλιάδες χρόνια. Φυσικά, εάν αυτή η συσκευή δεν αποτύχει για κάποιο άλλο λόγο.Οι λόγοι για αυτήν την πρωτοφανή ενεργειακή απόδοση είναι το υλικό που θα γίνει μέρος των μελλοντικών μπαταριών: μέρος του γραφίτη για τη δημιουργία τους θα ληφθεί από πρώην πυρηνικούς αντιδραστήρες.

Δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη, εκπομπές ρύπων και συντήρηση, παρά μόνο άμεση παραγωγή ενέργειας. Ενθυλακώνοντας ραδιενεργά υλικά μέσα σε διαμάντια, μετατρέπουμε το πανάρχαιο πρόβλημα των πυρηνικών αποβλήτων σε πυρηνική μπαταρία και μακροπρόθεσμη παροχή καθαρής ενέργειας.Καθηγητής Tom Scott του Κέντρου Ανάλυσης Διεπαφής του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ

Πίσω στο 2016, μια ομάδα επιστημόνων παρουσίασε μια πρωτότυπη μπαταρία διαμαντιού χρησιμοποιώντας το63Ni (Νίκελο-63) ως πηγή ακτινοβολίας. Οι εργασίες συνεχίζονται για τη βελτίωση της απόδοσης με άνθρακα-14, ο οποίος μπορεί να ανακτηθεί από χρησιμοποιημένα μπλοκ γραφίτη από πυρηνικούς αντιδραστήρες.

Σύμφωνα με τον χημικό Neil Fox, το14C επιλέχθηκε ως πρώτη ύλη επειδή εκπέμπει ακτινοβολία μόνο στην κοντινή ακτίνα και απορροφάται γρήγορα από οποιοδήποτε στερεό υλικό.Αυτό καθιστά το ισότοπο επικίνδυνο σε περίπτωση κατάποσης και επαφής με το δέρμα, αλλά όταν παγιδευτεί μέσα στο διαμάντι, σταματά να εκπέμπει ακτινοβολία και γίνεται μια αβλαβής πηγή ενέργειας.

Το συναρπαστικό και κατανοητό animation του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ δείχνει πολύ ξεκάθαρα πώς ο άνθρακας-14 θα εξάγεται από δοχεία γραφίτη με θέρμανση και στη συνέχεια θα μετατραπεί σε διαμάντια «σφραγισμένα» μέσα σε ένα κέλυφος ασφαλούς συνθετικού διαμαντιού. Έτσι, η έξοδος της ακτινοβολίας έξω από την «κάψουλα» του διαμαντιού αποκλείεται.

Βίντεο Battery Diamond University του Μπρίστολ (Αγγλικά)

YouTube · 4:46

Το διαμάντι είναι η πιο σκληρή ουσία που γνωρίζει ο άνθρωπος και κυριολεκτικά δεν μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε τίποτα που θα παρείχε περισσότερη προστασία.Neil Fox, Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ

Η ποσότητα άνθρακα-14 σε κάθε μπαταρία δεν έχει ακόμη καθοριστεί. Η ομάδα ισχυρίζεται ότι μια πηγή ενέργειας 1 γραμμαρίου14C είναι ικανή να παράγει 15 Joules την ημέρα και χρειάζονται 5.730 χρόνια για να εξαντλήσει μια μπαταρία κατά 5 τοις εκατό (χρόνος ημιζωής14 C). Οι διαστάσεις του πρωτοτύπου που παρουσιάστηκε το 2016 ήταν 10 x 10 x 0,5 mm συν ηλεκτρόδια. Η μπαταρία μπορεί να λειτουργεί σε θερμοκρασίες έως 750℃.

Σύμφωνα με τον Tom Scott, μαζί με το Culham Science Center, το πανεπιστήμιο σχεδιάζει να πιλοτάρει την παραγωγή μπαταριών διαμαντιών. Οι πιθανοί όγκοι παραγωγής είναι 10.000-20.000 συσκευές ετησίως, και στο μέλλον - έως και εκατομμύρια μπαταρίες.