Как ядрените отпадъци и диамантите могат да спестят батериите на смартфоните

Научната фантастика се превърна в реалност, тъй като носим телефони, които действат като малки компютри в джобовете ни. И все пак, дори с напредването на технологиите, ние сме задържани от източника на енергия зад технологията, ограничавайки предимствата, които тези устройства представляват. От момента, в който включим дадено устройство, часовникът тиктака тъй като батерията се разгражда и губи капацитет. Ежедневно да се уверите, че батерията е заредена и готова за работа, е караница и всички забравяме да я включим през нощта от време на време.

За мен, като създател на съдържание и с камери, Дроновете, таблетки, микрофони и други устройства, които да поддържам заредени, може да се превърне в доста скучна работа да гарантирам, че цялата ми електроника функционира, когато имам нужда от тях. За да влошат нещата, в много телефони и други мобилни устройства смяната на батерията е трудна или направо невъзможна. Но решението е на хоризонта. Един ден скоро ще настъпи революция в батериите, използвайки невероятна комбинация от ядрени отпадъци и диаманти.

Защо днешните телефонни батерии са проблем

От началото до края на жизнения цикъл на нашата електроника, батериите създават много проблеми. Добивът на литий и други компоненти на батериите, които използваме в момента, е мръсен, разрушителен бизнес - както и усъвършенстването на тези редки материали. С нарастването на търсенето тези въздействия ще засегнат все повече и повече от нашите диви пейзажи с потенциално катастрофални последици.

След като нашите батерии умрат, те и устройствата, които захранват, често в крайна сметка гният в сметищата. Понякога нашите електронни отпадъци се изпращат в чужбина, където след това се спасяват или изгарят некомпетентно и завършват във въздуха и водата. Само малък процент от нашата изхвърлена електроника всъщност се рециклира отговорно. Само ако батериите не се разграждат толкова бързо, тези отпадъци биха могли драстично да бъдат намалени.

Как ядрените технологии могат да бъдат нашето решение

На цялата обещаваща нова технология за батерии върху които се работи днес, най-вълнуващото трябва да са ядрените батерии. Такива батерии не само биха издържали десетки, стотици или дори хиляди години, но и биха генерирали собствена енергия от радиация. В не толкова далечното бъдеще нашите батерии може не само да надживеят нашите телефони и евентуално да надвишат собствения ни живот многократно, но никога няма да имат нужда да бъдат презареждани.

Сякаш концепцията за ядрени батерии не може да звучи по-лудо, тези, които един ден биха могли да намерят път в нашите телефони и коли, всъщност ще бъдат направени от изкуствени нанодиаманти. Да се ​​нарече науката зад тези нанодиамантени батерии комплекс е подценяване. По същество, възможно най-просто казано, радиоактивните елементи се извличат от ядрени отпадъци и се затварят в диаманти чрез химическо отлагане на пари. След това диамантът действа като преобразувател за трансформиране на радиацията в електричество.

В допълнение към дълготрайността и способността за самозареждане, ядрените батерии биха революционизирали дизайна на смартфоните. Те биха направили портове за зареждане ненужни, така че телефоните могат да бъдат напълно водоустойчиви и направени много по-здрави от всякога. Също така е възможно, тъй като изкуствените диаманти стават по-евтини за производство, телефоните ни скоро да бъдат с диамантено покритие и следователно практически неразрушими.

Освен телефоните, тези ядрени батерии биха могли потенциално да захранват всяко електронно устройство, което използваме днес. От смарт часовници и слушалки до коли, дронове и дори роботи. След като започнете да мислите за това, разбирате, че нанодиамантените батерии имат потенциала да променят много аспекти на нашата технология, които са възпрепятствани от ограниченията на сегашната ни, дълбоко дефектна батерия дизайн.

Компанията се опитва да превърне ядрените батерии в реалност

Една от водещите компании, разработващи тази технология е NDB, акроним, който означава „Нано диамантени батерии“. По думите на главния изпълнителен директор на NDB д-р Нима Голшарифи, когато беше интервюиран за епизод на Energy Cast подкаст: „Говорейки метафорично, това е подобно на слънчевите панели; разликата е, че NDB генерира електричество, използвайки радиацията от радиоактивни материали вместо слънчевата светлина.

Диамантените батерии също са възможно решение на дълго пренебрегваните проблеми около изхвърлянето на отпадъци от ядрени електроцентрали. Огромни количества от този изключително опасен материал съществуват по целия свят и съхранението или изхвърлянето му е невероятно скъпо. Тези отпадъци обаче също са богати на енергия и това е, което захранва ядрените батерии, които NDB разработва.

Както д-р Голшарифи казва: „Решенията на NDB и целта на нашата компания е да използваме добре тези странични продукти и да разрешим проблемите с ядрените отпадъци и на свой ред помагаме на околната среда, като насърчаваме ядрената енергия, която е чист източник, и на свой ред подкрепяме обществото, като създаваме нещо като кръгово икономика."

Разбира се, логичен въпрос, който може да зададете, е дали тези батерии са безопасни или не. Има стигма около всичко, свързано с ядрената енергия, което е потенциална пречка пред приемането на тази технология, но д-р. Голшарифи вярва, че този страх може да бъде преодолян чрез образование: „Не много хора знаят, че повечето детектори за дим съдържат радиоактивни материал; все пак ги имат у дома без никакъв проблем.“

Радиацията от ядрените батерии е безопасно заключена в тези миниатюрни диаманти. „Имаме система за заключване на преобразувателя, която предотвратява достъпа до изотопа в насипно състояние и използването му за цели, различни от източника на енергия на NDB. Ние специално правим това чрез наномащабно йонно имплантиране на радиоизотопи в нашата структура и това ни позволява да отговорим на различни изисквания за безопасност на потребителите“, обяснява д-р Голшарифи.

NDB е провело обширни изследвания, за да гарантира, че техните батерии са достатъчно безопасни за използване в продукти като телефони и автомобили. В много отношения батериите NDB не произвеждат емисии или вредно излъчване. Ядрените батерии, съставени от почти неразрушими диаманти, вероятно са по-безопасни от литиево-йонните батерии, за които е известно, че експлодират и се запалват.

Друг уместен въпрос е цената. В края на краищата, ние говорим за продукт, който е направен както от диаманти, така и от ядрени материали. Въпреки това цената вече намалява от 2,4 милиона долара на килограм до 40 000 долара през 2018 г. (според д-р Голшарифи). NDB очаква цената да спадне още повече с масовото производство, като започне да бъде по-скъпа от литиево-йонната и намалява с времето, за да бъде конкурентна цена с литиево-йонната.

Дори първоначално да са по-скъпи от традиционните батерии, няма ли да сте готови да платите допълнително за телефон, който никога не трябва да презареждате? Кола, която никога не се нуждае от зареждане? Устройства, които не само никога не пресъхват, но и които продават своя сок обратно в мрежата или намаляват сметката ви за електричество в дома?

Нанодиамантените батерии никога не се нуждаят от презареждане, издържат по-дълго от устройствата, които биха захранвали, безопасни са за използване в потребителски продукти и би помогнало да се справим с вековния въпрос какво да правим с нашата ядрена енергия отпадъци.

Ядрените джаджи идват през 2023 г

Кога можем да очакваме ядрените батерии да се появят на пазара? NDB вече е провел тестове за доказателство за концепцията и възнамерява да има готов работещ продукт до 2023 г. Аркънлайт, друга компания за нанодиамантени батерии, вече работи с ядрени батерии с ниска мощност в оборудване за наблюдение във вулкана Стромболи и депа за ядрени отпадъци в Обединеното кралство. Ще мине малко по-далеч в бъдещето, преди първите нанодиамантени батерии да влязат в нашите смартфони и вероятно много по-дълго, преди да захранят колите ни.

Дори ако в крайна сметка чакаме пет до десет години тази технология да стане обичайна, това изобщо не е време за такъв революционен напредък. Разбира се, също така си струва да се признае колко непредсказуема може да бъде технологията като тази. Въпреки това, като се има предвид, че науката зад това е стабилна и че малки реализации на тези батерии вече са налице на полето виждам добра причина да бъда оптимист, че скоро един ден нашите батерии ще издържат по-дълго от нашите телефони, и никога не трябва да се презарежда.