باتری الماس رادیواکتیو با عمر 28000 سال

انرژی آن از زباله های هسته ای تامین می شود، اما هنوز برای انسان بی خطر است.در کمتر از دو سال، ممکن است ساعت هوشمندی را بخرید که با باتری الماس رادیواکتیو کار می‌کند که نسل‌ها بیشتر از شما و فرزندانتان عمر خواهد کرد. نام این باتری از استارت‌آپ خود Nano Diamond Battery (NDB) مستقر در سانفرانسیسکو می‌آید که از همنام خود «باتری آلفا، بتا و نوترون ولتایی مبتنی بر الماس پرقدرت» (به دلیل توانایی‌اش در دادن عمر دستگاه‌ها) استفاده می‌کند. انرژی طولانی و سبز.» تصور کنید: فقط یک باتری می تواند پمپ انسولین یا ضربان ساز شما را برای تمام عمر (با زمان زیادی که باید صرف کنید) نیرو تامین کند. یا می تواند انرژی یک مریخ نورد فضایی را فراهم کند که نمونه های سنگ مریخ را برای چندین دهه بدون کمک انسانی جمع آوری کند.

باتری الماس رادیواکتیو با عمر 28000 سال

ساخت این نوع باتری ازاهداف بلندپروازانه است. بنابراین، آیا ادعاهای جسورانه NDB واقعاً می تواند به واقعیت تبدیل شود؟
ابتدا لازم است درباره مشخصات آن بررسی کنیم. NDB برای ساخت باتری الماس نانو خود از لایه‌هایی از الماس‌های بسیار ریز و پانل‌شده نانو استفاده می‌کند (برای بافت، یک نانومتر یک میلیاردیم متر است). الماس ها رسانایی گرمایی فوق العاده ای دارند که آنها را برای دستگاه های الکترونیکی ایده آل می کند. در واقع، طبق انتشارات کالج مهندسی دانشگاه هوستون آمریکا، آنها شناخته شده ترین رسانای طبیعی گرما هستند - و سه تا چهار برابر موثرتر از مس یا نقره هستند.
دانشمندان این الماس‌های مینیاتوری را با استفاده از رسوب شیمیایی بخار پرورش می‌دهند، فرآیندی که در آن گازها در دمای بسیار بالا، کربن را وادار می‌کنند تا روی یک ماده زیرلایه متبلور شود. NDB اذعان می کند که این یک فرآیند هزینه‌بر است. ساخت الماس های خاص انرژی بر و گران است. یوری گوگوتسی Yury Gogotsi، کارگردان A.J. توضیح می‌دهد که از این گذشته، آنها «الماس‌های مصنوعی مخدرشده با بور» هستند. موسسه نانومواد Drexel در دانشگاه Drexel در فیلادلفیا. (گوگوتسی هیچ وابستگی به NDB ندارد.) این فرآیند الماس هایی با رنگ آبی و رسانایی بالاتر از الماس متوسط تولید می کند. الماس های آبی واقعی به طور طبیعی روی زمین یافت می شوند، اما کمیاب تر و حتی گران تر از الماس های آبی مصنوعی هستند. زمانی که NDB نانو الماس ها را تهیه کرد، این شرکت آنها را با ایزوتوپ های رادیواکتیو ناشی از زباله های هسته ای ترکیب می کند. گوگوتسی می‌گوید به‌ویژه، آنها از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو اورانیوم و پلوتونیوم استفاده می‌کنند که «احتمالاً از زباله‌های نیروگاه‌های رادیواکتیو می‌آیند». از آنجا، الماس‌های تک بلوری - فقط چند میلی‌متر مربع - گرما را به سرعت از ایزوتوپ‌های در حال تجزیه رادیواکتیو دور می‌کنند که این تراکنش در واقع برق تولید می‌کند. نیما گلشریفی، مدیرعامل NDB می‌گوید: «منابع فروپاشی انرژی خود را بر روی مبدل NDB می‌گذارند که انرژی جنبشی تشعشع فرودی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.


احتمالاً از خود می‌پرسید که آن چیست؛ آیا یک باتری الماسی وجود دارد که واقعاً از زباله های هسته ای استفاده می کند، هزاران سال عمر می کند و تنها لایه هایی از ریزترین الماس ها را شامل می شود؟

این موضوع کمی پیچیده تر از آن است. هر سلول باتری برای یک چیز فقط مقدار کمی انرژی تولید می کند، بنابراین دانشمندان باید سلول ها را در تعداد زیادی با هم ترکیب کنند تا به طور منظم دستگاه های بزرگ را تغذیه کنند - که هزینه را به میزان زیادی افزایش می دهد، همراه با افزایش پیچیدگی.

گلشریفی اندازه کوچک سلول‌های باتری الماس نانو را به عنوان یک مزیت برای مقیاس‌پذیری معرفی می‌کند. او توضیح می‌دهد: «به‌عنوان مثال، باتری را برای یک ساعت مچی در نظر بگیرید – حدود دو میکرووات مصرف می‌کند، [بنابراین] یک سلول NDB بسیار کوچک‌تر کافی است. بنابراین اگر نیاز به یک برنامه کاربردی متفاوت داشته باشیم، می‌توان تعداد سلول‌های انباشته را افزایش داد تا تقاضا را برآورده کند.» با این حال، موضوع فرسودگی وجود دارد: گوگوتسی توضیح می‌دهد که محققان زباله‌های هسته‌ای را در داخل سلول‌های الماس کاشته می‌کنند، که یک ضعف ساختاری طبیعی ایجاد می‌کند که از نظر آماری، در نهایت در طول زمان در برخی از سلول‌ها از بین می‌رود. هنگامی که باتری نانو الماس در آینده به طور گسترده در دسترس قرار می گیرد، این احتمال وجود دارد که برخی از سلول ها شکسته شوند یا به سادگی با وسایلی که آنها کار می کنند از بین بروند.

گوگوتسی می‌گوید: «این مسئله زباله‌های هسته‌ای را ایجاد می‌کند که در صورت استفاده از تعداد زیادی باتری اجتناب‌ناپذیر است». برخی از آنها در نهایت از هم خواهند پاشید. این ممکن است در فضا مشکلی نباشد، اما مطمئناً در سطح زمین نگران کننده خواهد بود.» این بدان معنا نیست که باتری الماسی کار ارزشمندی نیست. اگر به این مسائل رسیدگی شود، برخی از کاربردهای احتمالی آن شامل دستگاه‌های با استفاده طولانی‌مدت مانند سمعک یا ضربان‌ساز می‌شود. «کودکی که سمعک کاشته می‌شود یا یک فرد مسن را با ضربان‌ساز استفاده کنید. گلشریفی توضیح می‌دهد که مردم نباید بیش از یک بار جراحی‌های احتمالی آسیب‌زا را انجام دهند.




اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی
۰۲۱-۵۳۸۱۵
[email protected]