Wkrótce przestaniemy ładować smartfony? Naukowcy coraz bliżej wprowadzenia jądrowych baterii
Baterie wykorzystujące radioaktywne izotopy mogą być dobrym rozwiązaniem dla urządzeń potrzebujących długotrwałego zasilania. Naukowcy są coraz bliżej wprowadzenia takich urządzeń na rynek.
Baterie litowo-jonowe nadal pozostają podstawowym źródłem energii przenośnych urządzeń lub pojazdów elektrycznych. Wady tego rozwiązania nietrudno wymienić – ograniczona gęstość energetyczna, długi czas ładowania, spadek pojemności i wydajności wraz z liczbą cykli ładowania, czy zagrożenia związane z reaktywnością litu. Warto dodać, że akumulator taki jest jedynie magazynem energii, którą trzeba wytworzyć w innym miejscu i przesłać, co wiąże się ze stratami. A co, jeśli jest możliwość stworzenia ogniwa, które samo wytwarza energię i to przez wiele lat?
Baterie jądrowe z węglem C-14
Południowokoreański Instytut Nauki i Technologii w Daegu Gyeongbuk pracuje nad technologią baterii jądrowych, które wykorzystują radioaktywny izotop węgla C-14. Pierwsze tego typu urządzenia zostały skonstruowane, choć raczej nie cechuje ich wysoka wydajność. Naukowcy skorzystali w tym przypadku z radiowęgla, ponieważ emituje on głównie promieniowanie typu beta, które w procesie rozpadu jądrowego przybiera postać strumienia elektronów lub pozytonów.
Charakterystyczne dla tego rodzaju emisji jest jej dość łatwa absorpcja przez metale. Wystarczy cienka, kilkumilimetrowa warstwa aluminium, aby całkowicie zabezpieczyć otoczenie przed promieniowaniem. Baterie wykorzystujące radioaktywny węgiel miałyby podobną konstrukcję jak każde inne, bez dodatkowych, wymyślnych zabezpieczeń.
Możemy umieścić bezpieczną energię jądrową w urządzeniach wielkości palca – Su-il In, profesor w Instytucie Nauki i Technologii w Daegu Gyeongbuk.
To co wyróżnia odkrycie naukowców, to zastosowanie półprzewodników na bazie dwutlenku tytanu, materiału powszechnie stosowanego w ogniwach słonecznych, uczulonego barwnikiem zawierającym ruten. Baterie te nazwano betawoltaicznymi. Ich działanie polega na podobnym efekcie co fotowoltaiczne, choć promieniowanie słoneczne zastąpiono jonizującym, a wszystko odbywa się wewnątrz ogniwa.
Wydajność przekształcania energii promieniowania w elektryczną jest dość wysoka. Węgiel C-14 jednak cechuje dość długi czas rozpadu połowicznego (5730 lat), a co za tym idzie – niewysokie natężenie emisji cząstek. Ogniwa betawoltaniczne nie zastąpią więc póki co litowo-jonowych, ponieważ nie są jeszcze w stanie generować takiej ilości energii. Mogą jednak posłużyć do zasilania urządzeń o niskim poborze prądu przez dziesięciolecia, bez potrzeby wymiany. Instytut będzie eksperymentował z kształtem emitera promieniowania beta, co zdaniem naukowców może zwiększyć efektywność wytwarzania energii.
Komentarze czytelników
GRYOnline.pl:
tvgry.pl:
