핵폐기물과 다이아몬드가 스마트폰 배터리를 절약하는 방법

우리가 주머니에 작은 컴퓨터처럼 작동하는 휴대폰을 가지고 다니면서 공상과학 소설이 현실이 되었습니다. 그러나 기술이 발전하더라도 우리는 기술 뒤에 있는 동력원에 의해 방해를 받아 이러한 장치가 나타내는 이점이 제한됩니다. 기기를 켜는 순간부터 시계는 똑딱거리고 있어요 배터리 성능이 저하되고 용량이 줄어들기 때문에. 매일 배터리가 충전되어 있고 사용할 준비가 되었는지 확인하는 것은 번거로운 일이며, 우리 모두는 때때로 밤새도록 배터리를 연결하는 것을 잊어버립니다.

콘텐츠 크리에이터이자 카메라를 사용하는 저에게는 드론, 정제, 마이크 및 기타 장치를 충전 상태로 유지하려면 필요할 때 모든 전자 제품이 작동하는지 확인하는 것이 꽤 번거로운 일이 될 수 있습니다. 설상가상으로 많은 휴대폰과 기타 모바일 장치에서는 배터리 교체가 어렵거나 완전히 불가능합니다. 그러나 해결책이 눈앞에 있습니다. 머지않아 핵폐기물과 다이아몬드를 조합한 배터리 혁명이 도래할 것입니다.

오늘날의 휴대폰 배터리가 문제가 되는 이유

전자제품 수명주기의 처음부터 끝까지 배터리는 많은 문제를 야기합니다. 현재 우리가 사용하는 리튬 및 기타 배터리 구성 요소를 채굴하는 것은 이러한 희귀 물질을 정제하는 것과 마찬가지로 더럽고 파괴적인 사업입니다. 수요가 증가함에 따라 이러한 영향은 잠재적으로 비참한 결과를 초래하면서 점점 더 많은 야생 지형에 영향을 미칠 것입니다.

배터리가 수명을 다하면 배터리와 배터리가 자주 전원을 공급하는 장치 결국 매립지에서 썩어가다. 때로는 전자 폐기물이 해외로 배송되어 비전문적으로 회수되거나 소각되어 공기와 물 속에 방치되는 경우도 있습니다. 버려진 전자 제품 중 극히 일부만이 실제로 책임감 있게 재활용됩니다. 배터리가 이렇게 빨리 성능이 저하되지 않는다면 이러한 낭비는 획기적으로 줄어들 수 있습니다.

원자력 기술이 어떻게 우리의 솔루션이 될 수 있는가

의 모든 유망한 새로운 배터리 기술 오늘 작업 중 가장 흥미로운 것은 핵 배터리입니다. 그러한 배터리는 잠재적으로 수십 년, 수백 년, 심지어 수천 년 동안 지속될 뿐만 아니라 방사선으로부터 자체 전력을 생성할 수도 있습니다. 그리 멀지 않은 미래에는 배터리가 휴대전화보다 오래 지속될 뿐만 아니라 수명을 몇 배 이상 초과할 수도 있지만 재충전할 필요도 전혀 없게 될 것입니다.

마치 핵전지의 개념 더 이상 이상하게 들릴 수는 없습니다. 언젠가 우리의 휴대폰과 자동차에 들어갈 수 있는 것들은 실제로 인공 나노 다이아몬드로 만들어질 것입니다. 이러한 나노다이아몬드 배터리 복합체 뒤에 숨겨진 과학을 부르는 것은 절제된 표현입니다. 본질적으로, 가능한 가장 간단한 용어로 방사성 원소는 핵 폐기물에서 추출되어 화학 기상 증착을 통해 다이아몬드에 넣어집니다. 그러면 다이아몬드는 방사선을 전기로 변환하는 변환기 역할을 합니다.

수명과 자체 충전 기능 외에도 핵 배터리는 스마트폰 디자인에 혁명을 일으킬 것입니다. 그들은 만들 것이다 충전 포트 불필요하므로 휴대폰을 완전히 방수 처리할 수 있으며 이전보다 훨씬 더 튼튼하게 만들 수 있습니다. 인공 다이아몬드의 생산 비용이 저렴해짐에 따라 우리 휴대폰이 곧 다이아몬드로 코팅되어 실질적으로 파손되지 않을 수도 있습니다.

휴대폰 외에도 이러한 핵 배터리는 잠재적으로 오늘날 우리가 사용하는 모든 전자 장치에 전력을 공급할 수 있습니다. 스마트워치와 이어폰부터 자동차, 드론, 심지어 로봇까지. 일단 그것에 대해 생각하기 시작하면 나노다이아몬드 배터리가 많은 것을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다는 것을 깨닫게 될 것입니다. 심각한 결함이 있는 현재 배터리의 한계로 인해 제약을 받고 있는 기술의 측면 설계.

원자력전지를 현실로 만들려고 노력하는 기업

이 기술을 개발하는 선도적인 회사 중 하나는 NDB, "Nano Diamond Batteries"를 의미하는 약어입니다. NDB CEO Dr. Nima Golsharifi는 에피소드 인터뷰에서 이렇게 말했습니다. 에너지 캐스트 팟캐스트: “은유적으로 말하면 태양광 패널과 비슷해요. 차이점은 NDB가 햇빛 대신 방사성 물질의 방사선을 사용하여 전기를 생산한다는 것입니다.”

다이아몬드 배터리는 핵분열 발전소에서 발생하는 폐기물 처리와 관련해 오랫동안 간과되었던 문제에 대한 가능한 솔루션이기도 합니다. 이 매우 위험한 물질은 전 세계에 엄청난 양으로 존재하며 이를 보관하거나 폐기하는 데는 엄청난 비용이 듭니다. 하지만 이 폐기물은 에너지도 풍부하며 NDB가 개발 중인 핵전지의 원동력이기도 합니다.

Golsharifi 박사는 다음과 같이 말했습니다. “NDB 솔루션과 우리 회사의 목적은 이러한 부산물을 잘 활용하고 핵 폐기물 문제를 해결하는 것입니다. 깨끗한 에너지원인 원자력을 홍보하여 ​​환경을 돕고, 일종의 순환구조를 만들어 사회를 지원합니다. 경제."

물론, 당신이 물어볼 수 있는 논리적인 질문은 다음과 같습니다. 이 배터리가 안전한지 여부. 원자력과 관련된 모든 것에는 오명이 있으며 이는 이 기술 채택에 잠재적인 장애물이 될 수 있습니다. Golsharifi는 이러한 두려움이 교육을 통해 극복될 수 있다고 믿습니다. “대부분의 연기 탐지기에 방사성 물질이 포함되어 있다는 사실을 아는 사람은 많지 않습니다. 재료; 그래도 집에는 아무 문제 없이 갖고 있어요.”

핵전지에서 나오는 방사선은 아주 작은 다이아몬드 속에 안전하게 갇혀있습니다. “우리는 동위원소가 대량으로 접근되거나 NDB의 전원 이외의 목적으로 사용되는 것을 방지하는 변환기 잠금 시스템을 갖추고 있습니다. 우리는 특히 구조 내에 방사성 동위원소를 나노 규모로 이온 주입함으로써 이를 수행하며 이를 통해 다양한 소비자 안전 요구 사항을 충족할 수 있습니다.”라고 Golsharifi 박사는 설명합니다.

NDB는 배터리가 휴대폰이나 자동차와 같은 제품에 사용하기에 충분히 안전한지 확인하기 위해 광범위한 연구를 진행했습니다. 여러 면에서 NDB 배터리는 방출이나 유해한 방사선을 생성하지 않습니다. 거의 파괴되지 않는 다이아몬드로 구성된 핵 배터리는 폭발하고 불이 붙는 것으로 알려진 리튬 이온 배터리보다 안전할 것입니다.

또 다른 관련 질문은 비용입니다. 결국 우리는 다이아몬드와 핵물질로 만들어진 제품에 대해 이야기하고 있는 것입니다. 그러나 비용은 이미 킬로그램당 240만 달러에서 2018년 40,000달러로 감소하고 있습니다(Golsharifi 박사에 따르면). NDB는 대량 생산으로 인해 가격이 훨씬 더 하락할 것으로 예상하고 있으며, 처음에는 리튬 이온보다 비싸다가 시간이 지남에 따라 가격이 낮아지고 결국에는 리튬 이온과 가격 경쟁력을 갖추게 될 것으로 예상합니다.

기존 배터리보다 초기 비용이 더 비싸더라도 추가 비용을 지불할 의향은 없나요? 재충전할 필요가 없는 휴대폰의 경우? 주유할 필요가 전혀 없는 자동차? 절대로 마르지 않을 뿐만 아니라 전력망에 전력을 다시 판매하거나 가정용 전력 요금을 낮추는 장치가 있습니까?

나노다이아몬드 배터리는 재충전할 필요가 없으며, 전원을 공급하는 장치보다 오래 지속되고 안전합니다. 소비자 제품에 사용하기 위해 핵을 어떻게 처리해야 하는지에 대한 오래된 질문을 해결하는 데 도움이 될 것입니다. 쓰레기.

2023년에 핵무기 등장

그렇다면 언제 핵 배터리가 시장에 출시될 것으로 예상할 수 있을까요? NDB는 이미 개념 증명 테스트를 실시했으며 2023년까지 작동하는 제품을 준비할 계획입니다. 아르켄라이트또 다른 나노다이아몬드 배터리 회사인 는 이미 스트롬볼리 화산과 영국 핵폐기물 처리장의 모니터링 장비에 저전력 핵 배터리를 가동하고 있습니다. 최초의 나노다이아몬드 배터리가 스마트폰에 탑재되기까지는 앞으로 조금 더 시간이 걸릴 것이며, 자동차에 전력을 공급하기까지는 훨씬 더 오랜 시간이 걸릴 것입니다.

비록 이 기술이 일반화되기까지 5~10년을 기다려야 한다고 해도, 그것은 결코 그러한 혁명적인 발전을 위한 시간이 아닙니다. 물론, 이와 같은 예측할 수 없는 최첨단 기술이 얼마나 될 수 있는지도 인정할 가치가 있습니다. 그러나 그 뒤에 숨겨진 과학은 타당하고 이러한 배터리의 사소한 구현이 이미 이루어지고 있다는 점을 고려하면 현장에 나가보면 언젠가 우리 배터리가 우리 배터리보다 더 오래 지속될 것이라고 낙관할 수 있는 충분한 이유가 있습니다. 전화기, 재충전할 필요도 없고.