Come le scorie nucleari e i diamanti possono risparmiare le batterie degli smartphone

La fantascienza è diventata realtà da quando portiamo nelle nostre tasche telefoni che funzionano come piccoli computer. Eppure, anche se la tecnologia avanza, siamo frenati dalla fonte di energia dietro la tecnologia, limitando i vantaggi che questi dispositivi rappresentano. Dal momento in cui accendiamo un dispositivo, il tempo stringe poiché la batteria si degrada e perde capacità. Ogni giorno, assicurarsi che una batteria sia carica e pronta all'uso è una seccatura e tutti noi dimentichiamo di collegarla durante la notte di tanto in tanto.

Per me, come creatore di contenuti e con le fotocamere, droni, compresse, microfoni e altri dispositivi da mantenere carichi, può diventare un vero compito garantire che tutti i miei dispositivi elettronici funzionino quando ne ho bisogno. A peggiorare le cose, in molti telefoni e altri dispositivi mobili, sostituire la batteria è difficile o addirittura impossibile. Ma una soluzione è all’orizzonte. Un giorno, presto, arriverà una rivoluzione delle batterie utilizzando un’improbabile combinazione di scorie nucleari e diamanti.

Perché le batterie dei telefoni di oggi sono un problema

Dall’inizio alla fine del ciclo di vita dei nostri dispositivi elettronici, le batterie pongono molti problemi. L’estrazione del litio e di altri componenti delle batterie che utilizziamo attualmente è un’attività sporca e distruttiva, così come lo è il raffinamento di questi materiali rari. Con l’aumento della domanda, questi impatti colpiranno sempre più i nostri paesaggi selvaggi con conseguenze potenzialmente disastrose.

Una volta che le nostre batterie si scaricano, loro e i dispositivi che alimentano troppo spesso finiscono a marcire nelle discariche. A volte i nostri rifiuti elettronici vengono spediti all'estero, dove vengono poi recuperati o bruciati in modo inesperto, e finiscono nell'aria e nell'acqua. Solo una piccola percentuale dei nostri componenti elettronici scartati viene effettivamente, responsabilmente, riciclata. Se solo le batterie non si degradassero così rapidamente, questi rifiuti potrebbero essere drasticamente ridotti.

Come la tecnologia nucleare potrebbe essere la nostra soluzione

Di tutta la nuova e promettente tecnologia delle batterie su cui si sta lavorando oggi, il più entusiasmante deve essere quello delle batterie nucleari. Non solo tali batterie durerebbero potenzialmente decine, centinaia o addirittura migliaia di anni, ma genererebbero anche la propria energia dalle radiazioni. In un futuro non così lontano, le nostre batterie potrebbero non solo durare più a lungo dei nostri telefoni e possibilmente superare la nostra durata di vita molte volte, ma non avrebbero mai bisogno di essere ricaricate.

Come se il concetto di batterie nucleari non potrebbero sembrare più folli, quelli che un giorno potrebbero finire nei nostri telefoni e nelle nostre automobili sarebbero in realtà fatti di nanodiamanti artificiali. Chiamare complessa la scienza dietro queste batterie di nanodiamanti è un eufemismo. Essenzialmente, nei termini più semplici possibili, gli elementi radioattivi vengono estratti dalle scorie nucleari e racchiusi in diamanti mediante deposizione chimica da vapore. Il diamante funge quindi da trasduttore per trasformare la radiazione in elettricità.

Oltre alla longevità e alla capacità di autoricarica, le batterie nucleari rivoluzionerebbero il design degli smartphone. Farebbero porte di ricarica inutile, quindi i telefoni potrebbero essere completamente impermeabilizzati e resi molto più resistenti che mai. È anche possibile che, man mano che i diamanti artificiali diventeranno più economici da produrre, i nostri telefoni potrebbero presto essere rivestiti di diamante e quindi praticamente indistruttibili.

Oltre ai telefoni, queste batterie nucleari potrebbero potenzialmente alimentare ogni dispositivo elettronico che utilizziamo oggi. Dagli smartwatch e auricolari alle automobili, ai droni e persino ai robot. Una volta che inizi a pensarci, ti rendi conto che le batterie ai nanodiamanti hanno il potenziale per cambiare molte cose aspetti della nostra tecnologia che sono frenati dai limiti della nostra attuale batteria profondamente difettosa progetto.

L'azienda sta cercando di rendere le batterie nucleari una realtà

Una delle aziende leader nello sviluppo di questa tecnologia è NDB, acronimo che sta per “Nano Diamond Batteries”. Nelle parole del CEO della NDB, Dr. Nima Golsharifi, intervistato per un episodio di Podcast di Cast energetico: “Parlando metaforicamente, è simile ai pannelli solari; la differenza è che NDB genera elettricità utilizzando la radiazione dei materiali radioattivi invece della luce solare”

Le batterie al diamante rappresentano anche una possibile soluzione ai problemi a lungo trascurati riguardanti lo smaltimento dei rifiuti delle centrali nucleari a fissione. Enormi quantità di questo materiale altamente pericoloso esistono in tutto il mondo e immagazzinarlo o smaltirlo è incredibilmente costoso. Tuttavia, questi rifiuti sono anche ricchi di energia, ed è ciò che alimenta le batterie nucleari che la NDB sta sviluppando.

Come afferma il Dr. Golsharifi: “Le soluzioni NDB, e lo scopo della nostra azienda, è fare buon uso di questi sottoprodotti e risolvere il problema dei rifiuti nucleari, e a loro volta aiutano l’ambiente promuovendo l’energia nucleare che è una fonte pulita, e a loro volta sostengono la società creando una sorta di circolo vizioso economia."

Naturalmente, una domanda logica che potresti porre è se queste batterie sono sicure o meno. Tutto ciò che ha a che fare con l’energia nucleare è stigmatizzato, il che rappresenta un potenziale ostacolo all’adozione di questa tecnologia, ma il Dr. Golsharifi ritiene che questa paura possa essere superata attraverso l’educazione: “Non molte persone sanno che la maggior parte dei rilevatori di fumo contengono sostanze radioattive. Materiale; tuttavia, li hanno a casa senza alcun problema.

La radiazione delle batterie nucleari è racchiusa in modo sicuro all'interno di quei minuscoli diamanti. “Abbiamo un sistema di blocco del trasduttore che impedisce l’accesso in massa all’isotopo e l’utilizzo per scopi diversi dalla fonte di energia dell’NDB. Lo facciamo specificatamente mediante l’impianto ionico su scala nanometrica di radioisotopi all’interno della nostra struttura, e questo ci consente di soddisfare vari requisiti di sicurezza dei consumatori” spiega il dottor Golsharifi.

NDB ha svolto ricerche approfondite per garantire che le batterie siano sufficientemente sicure da poter essere utilizzate in prodotti come telefoni e automobili. In molti modi, le batterie NDB non producono emissioni o radiazioni nocive. Le batterie nucleari composte da diamanti quasi indistruttibili sono probabilmente più sicure delle batterie agli ioni di litio, che sono note per esplodere e prendere fuoco.

Un’altra questione pertinente è il costo. Dopotutto, stiamo parlando di un prodotto composto sia da diamanti che da materiali nucleari. Tuttavia, il costo sta già diminuendo, da 2,4 milioni di dollari al chilogrammo fino a 40.000 dollari nel 2018 (secondo il dottor Golsharifi). NDB prevede che il prezzo scenderà ulteriormente con la produzione di massa, inizialmente più costoso degli ioni di litio e diminuendo nel tempo, per arrivare infine ad avere un prezzo competitivo con gli ioni di litio.

Anche se inizialmente fossero più costose delle batterie tradizionali, non saresti disposto a pagare un extra? per un telefono che non hai mai bisogno di ricaricare? Un'auto che non ha mai bisogno di essere rifornita di carburante? Dispositivi che non solo non si esauriscono mai, ma che rivendono la loro energia alla rete o che riducono la bolletta elettrica domestica?

Le batterie ai nanodiamanti non hanno mai bisogno di essere ricaricate, durano più a lungo dei dispositivi che alimenterebbero e sono sicure per l’uso nei prodotti di consumo e aiuterebbe ad affrontare l’annosa questione di cosa fare con il nostro nucleare sciupare.

Gadget nucleari in arrivo nel 2023

Quindi quando potremmo aspettarci di vedere le batterie nucleari arrivare sul mercato? NDB ha già condotto test di prova e intende avere un prodotto funzionante pronto entro il 2023. Arkenlight, un'altra azienda produttrice di batterie ai nanodiamanti, ha già batterie nucleari a bassa potenza in funzione nelle apparecchiature di monitoraggio del vulcano Stromboli e in un sito di scorie nucleari del Regno Unito. Ci vorrà ancora un po’ di tempo prima che le prime batterie ai nanodiamanti arrivino ai nostri smartphone, e probabilmente molto più tempo prima che possano alimentare le nostre auto.

Anche se dovessimo aspettare dai cinque ai dieci anni perché questa tecnologia diventi di uso comune, non sarebbe il momento giusto per un progresso così rivoluzionario. Naturalmente, vale anche la pena riconoscere quanto possa essere imprevedibile una tecnologia all’avanguardia come questa. Tuttavia, dato che la scienza alla base di tutto ciò è solida e che sono già presenti implementazioni minori di queste batterie sul campo, vedo una buona ragione per essere ottimista: un giorno, presto, le nostre batterie dureranno più a lungo delle nostre telefoni, e non è mai necessario ricaricarlo.