Diamantové batérie môžu vydržať 5700 rokov

Britský úrad pre atómovú energiu a Univerzita v Bristole plánujú vyrábať diamantové batérie z grafitu, ktorý zostal po jadrových reaktoroch.

Obsah

Vývoj je zameraný na vytvorenie alternatívneho typu batérie, ktorá dokáže napájať malé zariadenia. Príklady zahŕňajú hlásiče dymu, počítačové čipy, kardiostimulátory (kde si výmena batérie vyžaduje operáciu) a dokonca aj malé satelity.

Okrem neobvyklého formátu budú mať batérie ešte jednu vlastnosť: nie je potrebné ich dobíjať. Nepretržitá prevádzka zariadenia, ktoré ako batériu využíva diamantovú batériu, môže podľa vývojárov trvať až niekoľko tisíc rokov. Samozrejme, ak toto zariadenie nezlyhá z nejakého iného dôvodu.Dôvodom tejto bezprecedentnej energetickej účinnosti je materiál, ktorý sa stane súčasťou budúcich batérií: časť grafitu na ich výrobu sa získa z bývalých jadrových reaktorov.

Neexistujú žiadne pohyblivé časti, žiadne emisie a nevyžaduje sa žiadna údržba, iba priama výroba energie. Zapuzdrením rádioaktívnych materiálov vo vnútri diamantov meníme odveký problém jadrového odpadu na jadrovú batériu a dlhodobú dodávku čistej energie.Profesor Tom Scott z University of Bristol Interface Analysis Center

V roku 2016 tím vedcov demonštroval prototyp diamantovej batérie s použitím63Ni (nikel-63) ako zdroja žiarenia. Pokračujú práce na zlepšení účinnosti s uhlíkom-14, ktorý je možné získať z použitých blokov grafitu z jadrových reaktorov.

Podľa chemika Neila Foxa bol ako východiskový materiál vybraný14C, pretože vyžaruje žiarenie len v blízkom polomere a je rýchlo absorbované akýmkoľvek pevným materiálom.To robí izotop nebezpečným pri prehltnutí a dotyku na koži, ale keď sa zachytí vo vnútri diamantu, prestane vyžarovať žiarenie a stane sa neškodným zdrojom energie.

Pútavá a ľahko pochopiteľná animácia Univerzity v Bristole veľmi jasne ukazuje, ako sa uhlík-14 získa z grafitových nádob zahrievaním a potom sa premení na diamanty „uzavreté“ v obale bezpečného syntetického diamantu. Tým je výstup žiarenia mimo diamantovej "kapsuly" vylúčený.

Video diamantovej batérie Bristolskej univerzity (anglicky)

YouTube · 4:46

Diamant je najťažšia látka, ktorú človek pozná a doslova sme nemohli použiť nič, čo by poskytlo väčšiu ochranu.Neil Fox, University of Bristol

Množstvo uhlíka-14 v každej batérii ešte nebolo stanovené. Tím tvrdí, že 1 gramový zdroj energie14C je schopný produkovať 15 joulov za deň a trvá 5 730 rokov, kým sa batéria vybije o 5 percent (polčas životnosti14 C). Rozmery prototypu predstaveného v roku 2016 boli 10 x 10 x 0,5 mm plus elektródy. Batéria je schopná prevádzky pri teplotách až 750 ℃.

Podľa Toma Scotta plánuje univerzita spolu s Culham Science Center pilotne spustiť výrobu diamantových batérií. Potenciálne objemy výroby sú 10 000 – 20 000 zariadení ročne av budúcnosti až milióny batérií.