Ar putea alimenta electronicele de la bordul sondelor spațiale timp de secole, printre altele
Pe scurt: Cercetătorii de la Universitatea din Bristol și Autoritatea pentru Energie Atomică din Marea Britanie au creat prima baterie cu diamant din lume alimentată cu carbon radioactiv-14. Invenția s-ar putea dovedi a fi un adevărat schimbător de jocuri, permițând electronicii să funcționeze timp de mii de ani fără schimbarea bateriei.
Pentru a realiza această performanță, au folosit proprietățile incredibile ale carbonului-14, care este același izotop folosit de obicei pentru descoperirile arheologice și fosilele de datare cu carbon. Izotopul se descompune în azot-14 printr-un proces numit dezintegrare beta de-a lungul a mii de ani. Acest proces generează un strop minuscul, dar practic nesfârșit, de electroni care pot fi folosiți pentru alimentarea electronicelor în miniatură.
De fapt, carbonul-14 are un timp de înjumătățire extraordinar de lung de 5.700 de ani, ceea ce înseamnă că jumătate din cantitatea inițială dintr-o probă se va degrada în azot-14 în acel timp. Aceasta înseamnă că o singură baterie cu carbon-14 diamant ar putea, teoretic, să funcționeze timp de peste 10.000 de ani înainte de a scădea sub 50% capacitatea de încărcare.
Cu teoria în afara drumului, cercetătorii au închis cantități mici de izotop în diamant pentru siguranță. Ei au construit o platformă de plasmă specializată pentru a fabrica bateriile cu diamant prin imprimarea 3D a cristalelor de diamant artificiale însămânțate cu urme de carbon-14 obținute din instalațiile nucleare. De aici provine termenul „baterie cu diamant”.
Este demn de menționat că Universitatea din Bristol a propus pentru prima dată conceptul de baterii cu diamant încă din 2016, la o prelegere anuală. Acum, aproape un deceniu mai târziu, a devenit realitate.
Oamenii de știință și inginerii de la Autoritatea pentru Energie Atomică din Marea Britanie (@UKAEAofficial) și de la Universitatea din Bristol (@BristolUni) au creat cu succes prima baterie cu diamante carbon-14 din lume.
Acest nou tip de baterie are potențialul de a alimenta dispozitive de mii de ani,… pic.twitter.com/Kquxpn1PHA
– Autoritatea pentru Energie Atomică din Regatul Unit (@UKAEAofficial) 4 decembrie 2024
„Bateriile cu diamant oferă o modalitate sigură și durabilă de a furniza niveluri continue de putere în microwați. Sunt o tehnologie în curs de dezvoltare care utilizează un diamant fabricat pentru a cuprinde în siguranță cantități mici de carbon-14”, a declarat Sarah Clark, Directorul Ciclului Combustibilului cu Tritiu la UKAEA.
Astfel de baterii oferă o gamă de aplicații tentante. Pentru început, ar putea alimenta implanturi medicale incredibil de durabile, cum ar fi stimulatoarele cardiace, implanturile oculare sau aparatele auditive, fără a supune pacienții la operații riscante de schimbare a bateriei la fiecare câțiva ani.
De asemenea, ar fi perfecte pentru alimentarea electronicelor în medii extreme în care înlocuirea bateriilor este imposibilă – cum ar fi senzorii îngropați, echipamentele de explorare de adâncime sau spațiu sau stații de monitorizare izolate.
Un alt caz de utilizare propus este alimentarea etichetelor de urmărire și a transmițătorilor pentru a monitoriza navele spațiale, resturile orbitale, navele maritime sau orice altceva care trebuie să reziste mai multe decenii fără ca oamenii să schimbe constant bateriile.
„Tehnologia noastră de microputere poate sprijini o întreagă gamă de aplicații importante, de la tehnologii spațiale și dispozitive de securitate până la implanturi medicale. Suntem încântați să putem explora toate aceste posibilități, lucrând cu parteneri din industrie și cercetare, în următorii câțiva ani. ”, a spus profesorul Tom Scott de la echipa de știință a materialelor de la Universitatea din Bristol.
După ani de îmbunătățiri incrementale ale bateriei, aceasta reprezintă o inovație semnificativă în stocarea energiei. Sperăm că de data aceasta descoperirea este de fapt viabilă din punct de vedere comercial.
