Bateria care poate alimenta orice aparat timp de mii de ani. Tehnologia care poate revoluționa dispozitivele electrice
Prima baterie nucleară din lume, care utilizează un izotop radioactiv încorporat într-un diamant, ar putea alimenta dispozitive mici timp de mii de ani, afirmă oamenii de știință, potrivit Live Science.
Bateria nucleară utilizează reacția unui diamant plasat în apropierea unei surse radioactive pentru a produce electricitate în mod spontan, au explicat oamenii de știință de la Universitatea Bristol din Marea Britanie.
Nu este necesară nicio mișcare - nici liniară, nici de rotație. Aceasta înseamnă că nu este nevoie de energie pentru a mișca un magnet printr-o bobină sau pentru a roti o armătură într-un câmp magnetic pentru a produce curent electric, așa cum este necesar în sursele de energie convenționale.
Potrivit oamenilor de știință, bateria de diamant colectează electroni în mișcare rapidă agitată de radiații, similar cu modul în care energia solară utilizează celulele fotovoltaice pentru a converti fotonii în energie electrică.
Oamenii de știință de la aceeași universitate au arătat pentru prima dată un prototip de baterie cu diamant - care folosea nichel-63 ca sursă radioactivă - în 2017. În noul proiect, echipa a dezvoltat o baterie realizată din izotopi radioactivi de carbon-14 încorporați în diamante fabricate.
De ce este folosit un diamant
Cercetătorii au ales carbonul-14 ca material sursă deoarece acesta emite radiații cu rază scurtă de acțiune, care sunt absorbite rapid de orice material solid - ceea ce înseamnă că nu există îngrijorări cu privire la efectele nocive ale radiațiilor. Deși carbonul-14 ar fi periculos de ingerat sau de atins cu mâinile goale, diamantul care îl conține împiedică orice radiație cu rază scurtă de acțiune să scape.
„Diamantul este cea mai dură substanță cunoscută de om; nu există literalmente nimic ce am putea folosi care să ofere mai multă protecție”, a declarat Neil Fox, profesor de materiale pentru energie la Universitatea din Bristol.
Carbonul-14 apare în mod natural, dar este generat în cantități abundente în blocurile de grafit care sunt utilizate pentru controlul centralelor nucleare. Cercetătorii au descoperit izotipul concentrat pe suprafața acestor blocuri.
O singură baterie cu diamant nuclear care conține 1 gram de carbon-14 ar putea furniza 15 jouli de electricitate pe zi. Pentru comparație, o baterie alcalină AA standard, care cântărește aproximativ 20 de grame, are o capacitate de stocare a energiei de 700 jouli per gram. Aceasta furnizează mai multă energie decât bateria nucleară cu diamant pe termen scurt, dar ar fi epuizată în 24 de ore.
În schimb, timpul de înjumătățire al carbonului-14 este de 5.730 de ani, ceea ce înseamnă că bateria ar avea nevoie de această perioadă de timp pentru a fi epuizată la 50% din putere.
Ca un alt punct de comparație, o navă spațială alimentată de o baterie de diamant cu carbon-14 ar ajunge la Alpha Centauri - cel mai apropiat vecin stelar al nostru, care se află la aproximativ 4,4 ani-lumină de Pământ - cu mult înainte ca energia sa să fie epuizată semnificativ.
Cum poate fi folosită
Bateria ar putea fi utilizată în diverse aplicații, inclusiv în electronică, dispozitive medicale și călătorii spațiale, au declarat oamenii de știință.
Printre utilizările specifice se numără aparatele cu raze X și dispozitivele medicale care trebuie să funcționeze timp îndelungat, dar au nevoie de puțină energie, cum ar fi stimulatoarele cardiace, precum și aparatele care funcționează în medii dificile și periculoase, cum ar fi utilajele pentru petrol și gaze de pe fundul mării.
Bateria ar putea fi, de asemenea, suficient de mică pentru a alimenta etichete de radiofrecvență pentru identificarea și urmărirea dispozitivelor și a încărcăturilor utile pe Pământ sau în spațiu.
Bateria, care a fost construită pe o platformă de depunere a plasmei lângă Abingdon, Oxfordshire, în Regatul Unit, de către o echipă de la Universitatea din Bristol și Autoritatea pentru Energie Atomică din Regatul Unit (UKAEA), nu are piese în mișcare și, prin urmare, nu necesită întreținere și nici nu produce emisii de carbon.
