Ядрени отпадъци и диаманти: Задава ли се революция при батериите?

Светът има неутолима нужда от енергия. Тя е необходима в различен мащаб – от малки електронни устройства до огромни производствени мощности. А когато дадена машина не може да работи включена към електрическата мрежа, като електромобилите и смартфоните, захранването идва от батерии. Именно битката за по-ефективно съхранение на енергия се води в лаборатории по целия свят, пише специализираният сайт ESGnews.bg.

Но нека помислим и за нещо друго – за ядрените отпадъци, онези радиоактивни остатъци от атомните електроцентрали, които никой не иска да се съхраняват близо до домовете им или дори да се транспортират през техните градове. Отпадъците са токсични, опасни, отнемат хиляди години, за да се разградят напълно, а човечеството продължава да произвежда все повече от тях.

Решение на два големи проблема

Сега компания от Калифорния вярва, че може да реши и двата наболели проблема с един замах. От NDB казват, че са разработили батерия със самостоятелно захранване, направена от ядрени отпадъци, която може да издържи 28 000 години – идеална за Вашето бъдещо електрическо превозно средство или мобилен телефон. Произвеждайки собствен заряд, вместо само да съхранява енергия, създадена другаде, батерията е направена от два вида нанодиаманти. Това я прави по същество устойчива на сблъсък, ако се използва в автомобили или други движещи се обекти. Компанията също така казва, че нейната батерия е безопасна, като излъчва по-малко радиация дори от човешкото тяло.

NDB вече има концепция и планира да изгради своя първи търговски прототип, след като лабораториите на компанията възобновят дейността си след COVID.

Радиоактивни диаманти

Ядрените отпадъци, от които NDB планира да направи батериите, са части от реактор и са станали радиоактивни поради излагането им на горивните пръти. Въпреки че не се считат за висококачествени ядрени отпадъци, те все пак са много токсични и са в големи количества във всеки ядрен реактор. Според Международната агенция за атомна енергия

сърцевината на типичен реактор с графит може да съдържа 2000 тона графит“.

Графитът съдържа радиоизотоп въглерод-14 – същият, използван от археолозите за въглеродно датиране. Той има период на полуразпад от 5730 години, като в крайна сметка се трансформира в азот-14, антинеутрино и електрон с бета разпад, чийто заряд предизвика интереса на NDB като потенциално средство за производство на електричество.

NDB пречиства графита и след това го превръща в малки диаманти. Въз основа на съществуващата технология компанията казва, че е проектирала своите нанодиаманти да произвеждат значително количество енергия. Диамантите действат и като полупроводник за събиране на енергия и като радиатор, който я разпръсква. Те обаче все още са радиоактивни, така че NDB затваря малките атомни електроцентрали в други евтини, нерадиоактивни диаманти от въглерод-12. Тези блестящи лабораторни черупки служат и като твърда защита, тъй като задържат радиацията на диамантите от въглерод-14.

Батерия, издържаща 28 000 години

NDA планира да създаде батерии в диапазон от стандарти – AA, AAA, 18650 и 2170 – и специфични размери, съдържащи няколко подредени диамантени слоя, заедно с малка печатна платка и суперкондензатор за събиране, съхранение и разреждане на енергия. Крайният резултат е батерия, казва компанията, която ще издържи много дълго време.

NDB прогнозира, че ако една батерия се използва в контекст с ниска мощност, да речем като сателитен сензор, тя може да издържи 28 000 години. Като акумулатор за превозно средство, те предвиждат полезен живот от 90 години, много по-дълъг, отколкото ще издържи всяко едно превозно средство. Компанията очаква, че една батерия може да осигури захранване за един комплект колела. За потребителска електроника, като телефони и таблети, компанията очаква около девет години употреба на батерия.

Помислете за използването в iPhone“, казва Нийл Найкър от NDB пред New Atlas. „С батерия със същия размер, тя ще може да зареди батерията ви от нула до 100% за 12 минути. Представете си това. Представете си свят, в който изобщо няма да се налага да зареждате батерията си за деня. Сега си представете за седмицата, за месеца… Какво ще кажете за десетилетия? Това е, което можем да направим с тази технология.“

Широка търговска употреба

NDB очаква да има търговска версия с ниска мощност на пазара след няколко години, последвана от версия с висока мощност след около пет години. Ако всичко върви по план, технологията на NDB може да представлява голяма стъпка напред, осигурявайки евтина, дългосрочна енергия за световната електроника и превозни средства. Компанията казва:

Можем да започнем от наномащаба и да стигнем до захранване на сателити, локомотиви.“

Тя също така очаква техните батерии да бъдат на конкурентни цени в сравнение с настоящите батерии, включително литиево-йонни, и може би дори по-евтини, след като бъдат произведени в мащаб – собствениците на ядрени отпадъци може дори да платят на компанията, за да се отърве от техния проблем с токсичността.

Отпадъците на една компания се превръщат в диаманти на друга.