Kuidas tuumajäätmed ja teemandid säästavad nutitelefoni akusid

Ulme on muutunud reaalsuseks, kuna kanname taskus telefone, mis toimivad nagu väikesed arvutid. Kuid isegi tehnoloogia arenedes hoiab meid tagasi tehnoloogia taga olev toiteallikas, mis piirab nende seadmete eeliseid. Alates hetkest, kui me seadme sisse lülitame, hakkab kell tiksuma kui aku laguneb ja kaotab oma mahu. Igapäevaselt on aku laetuse ja tööks valmisoleku tagamine vaevarikas ning me kõik unustame selle aeg-ajalt ööseks vooluvõrku ühendada.

Minu kui sisulooja ja kaameratega droonid, tabletid, mikrofonid ja muud seadmed laetuna hoidmiseks võib osutuda üsna keeruliseks tagada, et kogu elektroonika toimiks, kui ma neid vajan. Asja teeb hullemaks see, et paljudes telefonides ja muudes mobiilseadmetes on aku vahetamine keeruline või lausa võimatu. Kuid lahendus on silmapiiril. Varsti saabub akude revolutsioon, mis kasutab tuumajäätmete ja teemantide ebatõenäolist kombinatsiooni.

Miks on tänapäeva telefoniakud probleemiks?

Meie elektroonika elutsükli algusest kuni lõpuni tekitavad akud palju probleeme. Liitiumi ja muude praegu kasutatavate akude komponentide kaevandamine on räpane ja hävitav tegevus – nagu ka nende haruldaste materjalide täiustamine. Nõudluse kasvades mõjutavad need mõjud üha enam meie metsikuid maastikke, millel võivad olla katastroofilised tagajärjed.

Kui meie akud saavad tühjaks, saavad nad ja seadmed sageli toiteks mädanema prügimäele. Mõnikord veetakse meie elektroonikajäätmeid välismaale, kus need siis asjatundmatult kokku püütakse või põletatakse ning satuvad õhku ja vette. Ainult väike osa meie kasutusest kõrvaldatud elektroonikast võetakse tegelikult ja vastutustundlikult taaskasutusse. Kui ainult akud ei laguneks nii kiiresti, saaks selliseid jäätmeid oluliselt vähendada.

Kuidas tuumatehnoloogia võiks olla meie lahendus

of kogu paljulubav uus akutehnoloogia Tänapäeval töötatakse, kõige põnevamad peavad olema tuumapatareid. Sellised akud ei kestaks mitte ainult kümneid, sadu või isegi tuhandeid aastaid, vaid tekitaksid ka kiirgusest oma energiat. Mitte nii kauges tulevikus ei pruugi meie akud mitte ainult meie telefone kauem vastu pidada ja võib-olla mitu korda ületada meie enda eluiga, kuid neid ei pea kunagi laadima.

Justkui tuumapatareide kontseptsioon ei saa tunduda hullumeelsemalt, need, mis võivad ühel päeval meie telefonidesse ja autodesse sattuda, on tegelikult valmistatud kunstlikest nanoteemantidest. Nende nanoteemantpatareide taga oleva teaduse nimetamine kompleksiks on alahinnatud. Põhimõtteliselt eraldatakse radioaktiivsed elemendid tuumajäätmetest võimalikult lihtsal viisil ja ümbritsetakse teemantidesse keemilise aurustamise teel. Teemant toimib seejärel muundurina, mis muudab kiirguse elektriks.

Lisaks pikaealisusele ja iselaadimisvõimele muudaksid tuumaakud revolutsiooni nutitelefoni disainis. Nad teeksid laadimispordid mittevajalikud, nii et telefonid võiksid olla täielikult veekindlad ja palju karmimad kui kunagi varem. Samuti on mõeldav, et kunstlike teemantide tootmine muutub odavamaks, et meie telefonid võivad peagi olla teemantkattega ja seega praktiliselt hävimatud.

Lisaks telefonidele võivad need tuumapatareid toita kõiki tänapäeval kasutatavaid elektroonikaseadmeid. Alates nutikelladest ja kõrvaklappidest kuni autode, droonide ja isegi robotiteni. Kui hakkate sellele mõtlema, mõistate, et nanoteemantakud võivad paljusid muuta meie tehnoloogia aspekte, mida pidurdavad meie praeguse sügavalt vigase aku piirangud disain.

Ettevõte, kes üritab tuumapatareisid reaalsuseks muuta

Üks juhtivaid seda tehnoloogiat arendavaid ettevõtteid on NDBakronüüm, mis tähistab "Nano Diamond Batteries". NDB tegevjuhi dr Nima Golsharifi sõnadega, kui teda intervjueeriti Energy Casti taskuhääling: „Metafooriliselt rääkides sarnaneb see päikesepaneelidega; erinevus seisneb selles, et NDB toodab elektrit, kasutades päikesevalguse asemel radioaktiivsete materjalide kiirgust.

Teemantpatareid on ka võimalik lahendus pikka aega tähelepanuta jäetud probleemidele, mis on seotud tuumalõhustumiselektrijaamade jäätmete kõrvaldamisega. Seda üliohtlikku materjali leidub tohututes kogustes kogu maailmas ja selle ladustamine või kõrvaldamine on uskumatult kallis. Kuid need jäätmed on ka energiarikkad ja see on see, mis toidab tuumapatareisid, mida NDB arendab.

Nagu dr Golsharifi ütleb: „NDB lahendused ja meie ettevõtte eesmärk on neid kõrvalsaadusi hästi ära kasutada ja tuumajäätmetega seotud probleemid lahendada. omakorda aidata keskkonda, propageerides tuumaenergiat, mis on puhas allikas, ning toetades omakorda ühiskonda, luues omamoodi ringkirja majandus."

Muidugi on loogiline küsimus, mida võite küsida kas need akud on ohutud või mitte. Tuumaenergiaga seonduv on häbimärgistatud, mis on potentsiaalne takistus selle tehnoloogia kasutuselevõtul, kuid dr. Golsharifi usub, et sellest hirmust saab üle hariduse: "Mitte paljud inimesed ei tea, et enamik suitsuandureid sisaldab radioaktiivseid aineid. materjal; Siiski on need kodus ilma probleemideta olemas.

Tuumapatareide kiirgus on turvaliselt lukustatud nende väikeste teemantide sisse. "Meil on anduri lukustussüsteem, mis takistab isotoobile hulgi juurdepääsu ja kasutamist muul otstarbel kui NDB toiteallikas. Teeme seda spetsiaalselt radioisotoopide nanomõõtmelise ioonide implanteerimisega meie struktuuris ja see võimaldab meil täita erinevaid tarbijaohutuse nõudeid,“ selgitab dr Golsharifi.

NDB on teinud ulatuslikke uuringuid tagamaks, et nende akud on piisavalt ohutud kasutamiseks sellistes toodetes nagu telefonid ja autod. NDB akud ei tekita paljuski heitmeid ega kahjulikku kiirgust. Peaaegu hävimatutest teemantidest koosnevad tuumaakud on tõenäoliselt ohutumad kui liitiumioonakud, mis on teadaolevalt plahvatavad ja süttivad.

Teine asjakohane küsimus on maksumus. Lõppude lõpuks räägime tootest, mis on valmistatud nii teemantidest kui ka tuumamaterjalidest. Kulud aga juba langevad, 2,4 miljonilt dollarilt kilogrammi kohta kuni 40 000 dollarini 2018. aastal (dr. Golsharifi sõnul). NDB loodab, et masstootmise korral langeb hind veelgi, olles alguses kallim kui liitiumioon ja langeb aja jooksul, et lõpuks saada liitiumioonidega konkurentsivõimelise hinnaga.

Isegi kui need on algselt kallimad kui traditsioonilised akud, kas te poleks nõus lisatasu maksma telefoni jaoks ei pea te kunagi laadima? Auto, mida ei pea kunagi tankima? Seadmed, mis mitte ainult ei saa tühjaks, vaid müüvad oma mahla tagasi võrku või vähendavad teie kodu elektriarvet?

Nanodiamond akusid ei pea kunagi laadima, need kestavad kauem kui seadmed, mida nad toitaksid, on ohutud kasutamiseks tarbekaupades ja aitaks lahendada igivana küsimust, mida teha meie tuumaenergiaga jäätmed.

Tuumaseadmed tulevad 2023. aastal

Niisiis, millal võiksime oodata tuumapatareide turule jõudmist? NDB on juba läbi viinud kontseptsioonikatsetused ja kavatseb 2023. aastaks valmis saada toimiva toote. Arkenlight, teisel nanoteemantpatareide ettevõttel, on juba töös väikese võimsusega tuumapatareid Stromboli vulkaani ja Ühendkuningriigi tuumajäätmete seireseadmetes. Tulevikus kulub natuke kaugem, enne kui esimesed nanoteemantakud meie nutitelefonidesse jõuavad, ja tõenäoliselt palju kauem, enne kui need meie autosid toidavad.

Isegi kui me lõpuks ootame viis kuni kümme aastat, et see tehnoloogia muutuks tavaliseks, pole see aeg selliseks revolutsiooniliseks edusammuks. Muidugi tasub tunnistada, kui ettearvamatu võib selline tipptehnoloogia olla. Arvestades aga, et selle taga olev teadus on usaldusväärne ja nende patareide väikesed teostused on juba olemas põllul näen head põhjust olla optimistlik, et ühel päeval peavad meie patareid kauem vastu kui meie telefonid, ja seda ei pea kunagi laadima.