כיצד פסולת גרעינית ויהלומים יכולים לחסוך בסוללות הסמארטפונים

המדע הבדיוני הפך למציאות כאשר אנו נושאים בכיסים טלפונים שמתנהגים כמו מחשבים קטנים. עם זאת, גם כשהטכנולוגיה מתקדמת, אנו מתעכבים על ידי מקור הכוח שמאחורי הטכנולוגיה, ומגבילים את היתרונות שהמכשירים הללו מייצגים. מהרגע שאנחנו מפעילים מכשיר, השעון מתקתק כשהסוללה מתכלה ומאבדת קיבולת. על בסיס יומי, לוודא שהסוללה טעונה ומוכנה לפעולה היא טרחה, וכולנו שוכחים לחבר אותה בין לילה מדי פעם.

בשבילי, כיוצרת תוכן ועם מצלמות, מל"טים, טבליות, מיקרופונים ומכשירים אחרים לטעון, זה יכול להפוך למטלה לא קטנה להבטיח שכל האלקטרוניקה שלי מתפקדת כשאני צריך אותם. כדי להחמיר את המצב, בטלפונים רבים ובמכשירים ניידים אחרים, החלפת הסוללה היא קשה או בלתי אפשרית בעליל. אבל פתרון נמצא באופק. יום אחד בקרוב תגיע מהפכת סוללות תוך שימוש בשילוב לא סביר של פסולת גרעינית ויהלומים.

מדוע סוללות הטלפון של היום מהוות בעיה

מתחילת מחזור החיים של האלקטרוניקה שלנו ועד לסוף, סוללות מציבות בעיות רבות. כריית ליתיום ורכיבים אחרים של הסוללות שאנו משתמשים כיום היא עסק מלוכלך והרסני - כמו גם השכלול של החומרים הנדירים הללו. ככל שהביקוש יגדל, ההשפעות הללו יפגעו יותר ויותר מהנופים הפראיים שלנו עם השלכות הרות אסון.

ברגע שהסוללות שלנו מתות, הן והמכשירים שהם מפעילים לעתים קרובות בסופו של דבר נרקב במזבלות. לפעמים הפסולת האלקטרונית שלנו נשלחת אל מעבר לים, שם היא ניצלת או נשרפת ללא מומחיות, ומגיעה בסופו של דבר באוויר ובמים. רק אחוז קטן מהאלקטרוניקה המושלכת שלנו למעשה, באחריות, ממוחזרים. אם רק הסוללות לא היו מתכלות כל כך מהר, ניתן היה להפחית בצורה דרמטית בזבוז כזה.

איך טכנולוגיה גרעינית יכולה להיות הפתרון שלנו

שֶׁל כל טכנולוגיית הסוללות החדשה והמבטיחה שעובדים עליו היום, המרגש ביותר חייב להיות סוללות גרעיניות. לא רק שסוללות כאלה עשויות להחזיק מעמד עשרות, מאות או אפילו אלפי שנים, אלא שהן גם ייצרו כוח משלהן מקרינה. בעתיד הלא רחוק, ייתכן שהסוללות שלנו לא רק יחזיקו מעמד זמן רב מהטלפונים שלנו ואולי תחרוג מאורך החיים שלנו פי כמה, אבל לעולם לא יהיה צורך להטעין אותן מחדש.

כאילו הרעיון של סוללות גרעיניות לא יכול היה להישמע מטורף יותר, אלה שיום אחד ימצאו את דרכם לטלפונים ולמכוניות שלנו יהיו למעשה עשויים מננו-יהלומים מלאכותיים. לקרוא למדע שמאחורי סוללות ננו-יהלומים אלה מורכבות זה אנדרסטייטמנט. בעיקרו של דבר, במונחים הפשוטים ביותר האפשריים, יסודות רדיואקטיביים מופקים מפסולת גרעינית ומעטפים ביהלומים באמצעות שקיעת אדים כימית. לאחר מכן, היהלום פועל כמתמר להפיכת הקרינה לחשמל.

בנוסף לאריכות ימים ויכולת טעינה עצמית, סוללות גרעיניות יחוללו מהפכה בעיצוב הסמארטפונים. הם היו עושים יציאות טעינה מיותר, כך שהטלפונים יכולים להיות אטומים לחלוטין למים ולעשות הרבה יותר קשוחים מאי פעם. כמו כן, ניתן להעלות על הדעת, ככל שיהלומים מלאכותיים הופכים זולים יותר לייצור, שהטלפונים שלנו עשויים להיות מצופים יהלומים בקרוב ובכך כמעט בלתי ניתנים להריסה.

מעבר לטלפונים, סוללות גרעיניות אלו עשויות להניע כל מכשיר אלקטרוני שאנו משתמשים בו כיום. משעונים חכמים ואוזניות ועד מכוניות, מל"טים ואפילו רובוטים. ברגע שאתה מתחיל לחשוב על זה, אתה מבין שלסוללות ננו-יהלומים יש פוטנציאל לשנות רבות היבטים של הטכנולוגיה שלנו שנעצרו על ידי המגבלות של הסוללה הנוכחית, הפגומה שלנו לְעַצֵב.

החברה מנסה להפוך סוללות גרעיניות למציאות

אחת החברות המובילות בפיתוח טכנולוגיה זו היא NDB, ראשי תיבות המייצגים "סוללות ננו יהלומים". כדברי מנכ"לית NDB, ד"ר נימה גולשריפי, כשהתראיינה לפרק ב- פודקאסט Energy Cast: "אם מדברים באופן מטפורי, זה דומה לפאנלים סולאריים; ההבדל הוא ש-NDB מייצר חשמל באמצעות קרינה מחומרים רדיואקטיביים במקום אור השמש"

סוללות יהלומים הן גם פתרון אפשרי לנושאים שהוזנחו זה מכבר סביב סילוק פסולת מתחנות כוח ביקוע גרעיני. כמויות עצומות של החומר המסוכן ביותר הזה קיימות בכל העולם, ואחסון או סילוקו יקרים להפליא. עם זאת, הפסולת הזו גם עשירה באנרגיה, והיא מה שמניע את הסוללות הגרעיניות ש-NDB מפתחת.

כפי שמנסח זאת ד"ר גולשריפי: "פתרונות NDB, והמטרה של החברה שלנו, היא לעשות שימוש טוב בתוצרי הלוואי הללו ולפתור את בעיות הפסולת הגרעינית, ו בתורו לעזור לסביבה על ידי קידום האנרגיה הגרעינית שהיא מקור נקי, ובתמורה לתמוך בחברה על ידי יצירת מעין מעגלי כַּלְכָּלָה."

כמובן, שאלה הגיונית שאתה יכול לשאול היא אם הסוללות האלה בטוחות או לא. יש סטיגמה בכל מה שקשור לכוח גרעיני, שהוא מחסום פוטנציאלי לאימוץ הטכנולוגיה הזו, אבל ד"ר. גולשריפי מאמינה שאפשר להתגבר על הפחד הזה באמצעות חינוך: "לא הרבה אנשים יודעים שרוב גלאי העשן מכילים רדיואקטיביים חוֹמֶר; ובכל זאת, יש להם אותם בבית בלי שום בעיה."

הקרינה מסוללות גרעיניות נעולה בבטחה בתוך אותם יהלומים זעירים. "יש לנו מערכת נעילת מתמר שמונעת גישה מהאיזוטופ בכמות גדולה ולשימוש למטרות אחרות מלבד מקור הכוח של ה-NDB. אנו עושים זאת במיוחד על ידי השתלת יונים בקנה מידה ננומטרי של רדיואיזוטופים בתוך המבנה שלנו, וזה מאפשר לנו לעמוד בדרישות בטיחות צרכניות שונות", מסביר ד"ר גולשריפי.

NDB עשתה מחקר מקיף כדי להבטיח שהסוללות שלהם בטוחות מספיק לשימוש במוצרים כמו טלפונים ומכוניות. במובנים רבים, סוללות NDB אינן מייצרות פליטות או קרינה מזיקה. סוללות גרעיניות המורכבות מיהלומים כמעט בלתי ניתנים להריסה הן כנראה בטוחות יותר מסוללות ליתיום-יון, שכידוע מתפוצצות ומתלקחות.

שאלה רלוונטית נוספת היא עלות. אחרי הכל, אנחנו מדברים על מוצר שעשוי גם מיהלומים וגם מחומרים גרעיניים. עם זאת, העלות כבר יורדת, מ-2.4 מיליון דולר לק"ג עד ל-40,000 דולר ב-2018 (לפי ד"ר גולשריפי). NDB צופה שהמחיר יירד עוד יותר עם ייצור המוני, שיתחיל להיות יקר יותר מאשר ליתיום-יון ויורד עם הזמן, כדי בסופו של דבר להיות במחיר תחרותי עם ליתיום-יון.

גם אם הם יקרים יותר בהתחלה מאשר סוללות מסורתיות, לא הייתם מוכנים לשלם תוספת לטלפון שאתה אף פעם לא צריך לטעון? רכב שאף פעם לא צריך לתדלק? מכשירים שלא רק שלעולם אינם מתייבשים, אלא שמוכרים את המיץ שלהם בחזרה לרשת, או מורידים את חשבון החשמל בבית?

סוללות Nanodiamond לעולם אינן זקוקות לטעינה מחדש, מחזיקות מעמד זמן רב יותר מהמכשירים שהם מפעילים, בטוחות לשימוש במוצרי צריכה, ויעזור להתמודד עם השאלה עתיקת היומין מה לעשות עם הגרעין שלנו בזבוז.

גאדג'טים גרעיניים מגיעים ב-2023

אז מתי נוכל לצפות לראות סוללות גרעיניות יוצאות לשוק? NDB כבר ערכה מבחני הוכחה לקונספט ובכוונתה להיות מוכן למוצר עובד עד 2023. Arkenlight, חברת סוללות ננו-יהלום נוספת, כבר פועלות סוללות גרעיניות בעלות הספק נמוך בציוד ניטור בהר הגעש סטרומבולי ובאתר פסולת גרעינית בבריטניה. זה יהיה קצת יותר רחוק בעתיד לפני שסוללות הננו-יהלום הראשונות ייכנסו לסמארטפונים שלנו, וכנראה הרבה יותר זמן לפני שהן יפעילו את המכוניות שלנו.

גם אם בסופו של דבר נחכה חמש עד 10 שנים עד שהטכנולוגיה הזו תהפוך לנחלת הכלל, זה בכלל לא זמן להתקדמות מהפכנית שכזו. כמובן, כדאי גם להכיר עד כמה טכנולוגיה מדממת כמו זו יכולה להיות בלתי צפויה. עם זאת, בהתחשב בעובדה שהמדע שמאחוריו נכון, ושכבר יש יישומים קטנים של סוללות אלה בשטח, אני רואה סיבה טובה להיות אופטימי שיום אחד בקרוב הסוללות שלנו יחזיקו יותר זמן משלנו טלפונים, ולעולם לא צריך להיטען מחדש.