Kako nuklearni otpad i dijamanti mogu uštedjeti baterije pametnih telefona

Znanstvena fantastika postala je stvarnost jer u džepovima nosimo telefone koji se ponašaju poput malih računala. Ipak, čak i kako tehnologija napreduje, koči nas izvor energije koji stoji iza tehnologije, ograničavajući prednosti koje ti uređaji predstavljaju. Od trenutka kada uključimo uređaj, sat otkucava jer baterija propada i gubi kapacitet. Na dnevnoj bazi, provjera je li baterija napunjena i spremna za rad je gnjavaža, a svi je zaboravimo uključiti preko noći s vremena na vrijeme.

Za mene, kao kreatora sadržaja i s kamerama, dronovi, tablete, mikrofone i druge uređaje koje treba držati napunjene, može postati prilično težak zadatak osigurati da sva moja elektronika radi kada mi je potrebna. Da stvar bude gora, u mnogim telefonima i drugim mobilnim uređajima zamjena baterije je teška ili potpuno nemoguća. Ali rješenje je na pomolu. Jednog dana uskoro će doći do revolucije baterija korištenjem malo vjerojatne kombinacije nuklearnog otpada i dijamanata.

Zašto su današnje telefonske baterije problem

Od početka do kraja životnog ciklusa naše elektronike, baterije predstavljaju mnoge probleme. Vađenje litija i drugih komponenti baterija koje trenutačno koristimo je prljav, destruktivan posao - kao i pročišćavanje ovih rijetkih materijala. Kako potražnja raste, ovi će utjecaji pogađati sve više i više naših divljih krajolika s potencijalno katastrofalnim posljedicama.

Kad nam se baterije isprazne, oni i uređaji koje napajaju često završiti trunući na odlagalištima. Ponekad se naš elektronički otpad šalje u inozemstvo, gdje se zatim nestručno spašava ili spaljuje te završava u zraku i vodi. Samo mali postotak naše odbačene elektronike zapravo se, odgovorno, reciklira. Samo da se baterije ne razgrađuju tako brzo, takav bi se otpad mogao dramatično smanjiti.

Kako bi nuklearna tehnologija mogla biti naše rješenje

Od sva nova tehnologija baterija koja obećava na čemu se danas radi, najuzbudljivije moraju biti nuklearne baterije. Ne samo da bi takve baterije potencijalno trajale desecima, stotinama ili čak tisućama godina, nego bi također generirale vlastitu energiju iz zračenja. U ne tako dalekoj budućnosti, naše baterije ne samo da bi mogle nadživjeti naše telefone i možda višestruko premašiti naš životni vijek, nego ih više nikada neće trebati puniti.

Kao da koncept nuklearnih baterija ne može zvučati luđe, oni koji bi se jednog dana mogli naći u našim telefonima i automobilima zapravo bi bili napravljeni od umjetnih nanodijamanata. Malo je reći znanost koja stoji iza ovih nanodijamantnih baterija kompleksnom. U biti, najjednostavnije rečeno, radioaktivni elementi se ekstrahiraju iz nuklearnog otpada i stavljaju u dijamante pomoću kemijskog taloženja iz pare. Dijamant tada djeluje kao pretvarač koji pretvara zračenje u elektricitet.

Osim dugovječnosti i mogućnosti samopunjenja, nuklearne baterije bi revolucionirale dizajn pametnih telefona. Oni bi napravili priključci za punjenje nepotreban, tako da bi telefoni mogli biti potpuno vodootporni i učinjeni mnogo jačima nego ikad prije. Također je moguće, kako umjetni dijamanti postaju jeftiniji za proizvodnju, naši telefoni uskoro mogu biti obloženi dijamantima i stoga praktički neuništivi.

Osim telefona, ove nuklearne baterije mogle bi potencijalno napajati svaki elektronički uređaj koji danas koristimo. Od pametnih satova i slušalica do automobila, dronova, pa čak i robota. Kad jednom počnete razmišljati o tome, shvatit ćete da nanodijamantne baterije imaju potencijal promijeniti mnoge aspekte naše tehnologije koji su sputani ograničenjima naše trenutne, duboko neispravne baterije oblikovati.

Tvrtka koja pokušava nuklearne baterije pretvoriti u stvarnost

Jedna od vodećih tvrtki u razvoju ove tehnologije je NDB, akronim koji označava "nano dijamantne baterije". Prema riječima glavnog izvršnog direktora NDB-a dr. Nime Golsharifija, kada je intervjuiran za jednu epizodu Energy Cast podcast: “Govoreći metaforički, to je slično solarnim panelima; razlika je u tome što NDB proizvodi električnu energiju koristeći zračenje radioaktivnih materijala umjesto sunčeve svjetlosti”

Dijamantne baterije također su moguće rješenje za dugo zanemarivana pitanja vezana uz odlaganje otpada iz nuklearnih fisijskih elektrana. Ogromne količine ovog vrlo opasnog materijala postoje diljem svijeta, a njegovo skladištenje ili zbrinjavanje nevjerojatno je skupo. Međutim, ovaj je otpad također bogat energijom i to je ono što pokreće nuklearne baterije koje NDB razvija.

Kao što dr. Golsharifi kaže: „NDB rješenja i svrha naše tvrtke je dobro iskoristiti ove nusproizvode i riješiti probleme nuklearnog otpada, i zauzvrat pomoći okolišu promičući nuklearnu energiju koja je čisti izvor, a zauzvrat podržati društvo stvaranjem svojevrsne kružne Ekonomija."

Naravno, logično pitanje koje biste mogli postaviti jest jesu li te baterije sigurne ili ne. Postoji stigma oko svega što ima veze s nuklearnom energijom, što je potencijalna prepreka usvajanju ove tehnologije, ali dr. Golsharifi vjeruje da se ovaj strah može prevladati obrazovanjem: “Malo ljudi zna da većina detektora dima sadrži radioaktivne materijal; ipak, bez problema ih imaju kod kuće.”

Zračenje iz nuklearnih baterija sigurno je zaključano unutar tih sićušnih dijamanata. “Imamo sustav za zaključavanje sonde koji sprječava da se izotopu pristupi u masi i da se koristi u svrhe koje nisu izvor energije NDB-a. To posebno činimo ionskom implantacijom radioizotopa na nanomjernoj razini unutar naše strukture, a to nam omogućuje ispunjavanje različitih zahtjeva za sigurnost potrošača”, objašnjava dr. Golsharifi.

NDB je proveo opsežna istraživanja kako bi osigurao da su njihove baterije dovoljno sigurne za upotrebu u proizvodima poput telefona i automobila. Na mnogo načina, NDB baterije ne proizvode emisije ili štetno zračenje. Nuklearne baterije sastavljene od gotovo neuništivih dijamanata vjerojatno su sigurnije od litij-ionskih baterija za koje je poznato da eksplodiraju i zapale se.

Drugo relevantno pitanje je cijena. Uostalom, govorimo o proizvodu koji je napravljen i od dijamanata i od nuklearnih materijala. Međutim, cijena već pada, od 2,4 milijuna dolara po kilogramu pa sve do 40.000 dolara u 2018. (prema dr. Golsharifiju). NDB očekuje da će cijena dodatno pasti s masovnom proizvodnjom, počet će biti skuplja od litij-ionske i padati s vremenom, da bi na kraju bila konkurentna cijenom s litij-ionskom.

Čak i ako su u početku skuplje od tradicionalnih baterija, ne biste li bili spremni platiti dodatno za telefon koji nikad ne trebate puniti? Automobil koji nikada ne treba natočiti? Uređaji koji ne samo da nikada ne rade na suho, već prodaju svoj sok natrag u mrežu ili smanjuju vaš kućni račun za struju?

Nanodijamantne baterije nikad se ne moraju puniti, traju dulje od uređaja koje bi napajale, sigurne su za upotrebu u potrošačkim proizvodima i pomoglo bi u rješavanju prastarog pitanja što učiniti s našim nuklearnim oružjem gubljenje.

Nuklearni uređaji dolaze 2023

Dakle, kada možemo očekivati ​​da će nuklearne baterije stići na tržište? NDB je već proveo testove dokaza koncepta i namjerava imati spreman radni proizvod do 2023. Arkenlight, još jedna tvrtka za proizvodnju nanodijamantnih baterija, već ima nuklearne baterije male snage u radu u opremi za nadzor u vulkanu Stromboli i britanskom odlagalištu nuklearnog otpada. Proći će malo dalje u budućnosti prije nego što prve nanodijamantne baterije uđu u naše pametne telefone, a vjerojatno i mnogo dulje prije nego počnu napajati naše automobile.

Čak i ako na kraju čekamo pet do deset godina da ova tehnologija postane uobičajena, to uopće nije vrijeme za takav revolucionarni napredak. Naravno, također je vrijedno priznati koliko nepredvidiva može biti vrhunska tehnologija poput ove. Međutim, s obzirom na to da je znanost iza toga dobra i da manje implementacije ovih baterija već postoje Na terenu vidim dobar razlog za optimizam da će jednog dana uskoro naše baterije trajati dulje od naših telefoni, i nikada se ne moraju ponovno puniti.