Kaip branduolinės atliekos ir deimantai gali taupyti išmaniųjų telefonų baterijas

Mokslinė fantastika tapo realybe, nes kišenėse nešiojame telefonus, kurie veikia kaip maži kompiuteriai. Tačiau net ir tobulėjant technologijoms mus sulaiko už technologiją slypintis energijos šaltinis, o tai riboja šių įrenginių pranašumus. Nuo to momento, kai įjungiame įrenginį, laikrodis tiksi akumuliatoriui senstant ir prarandant talpą. Kasdien pasirūpinti, kad akumuliatorius būtų įkrautas ir paruoštas naudoti, yra vargo, todėl visi kartais pamirštame jį prijungti nakčiai.

Man, kaip turinio kūrėjui ir su fotoaparatais, dronai, tabletės, mikrofonus ir kitus įrenginius, kad jie būtų įkrauti, gali būti gana sunku užtikrinti, kad visa mano elektronika veiktų, kai man jų reikia. Dar blogiau, kad daugelyje telefonų ir kitų mobiliųjų įrenginių bateriją pakeisti sunku arba visiškai neįmanoma. Tačiau sprendimas yra horizonte. Vieną dieną greitai įvyks akumuliatorių revoliucija, naudojant mažai tikėtiną branduolinių atliekų ir deimantų derinį.

Kodėl šiandienos telefonų baterijos yra problema

Nuo pat mūsų elektronikos gyvavimo ciklo pradžios iki pabaigos baterijos kelia daug problemų. Ličio ir kitų šiuo metu naudojamų baterijų komponentų kasyba yra nešvarus, destruktyvus verslas – kaip ir šių retų medžiagų tobulinimas. Didėjant paklausai, šie poveikiai paveiks vis daugiau mūsų laukinių kraštovaizdžių ir gali turėti pražūtingų padarinių.

Kai tik išsenka mūsų baterijos, jos ir jų įrenginiai dažnai maitinami baigia pūti sąvartynuose. Kartais mūsų elektroninės atliekos yra vežamos į užsienį, kur jos nekvalifikuotai išgaunamos arba sudeginamos ir patenka į orą bei vandenį. Tik nedidelė dalis mūsų išmestos elektronikos iš tikrųjų yra atsakingai perdirbama. Jei tik baterijos taip greitai nesugestų, tokių atliekų būtų galima žymiai sumažinti.

Kaip branduolinės technologijos galėtų būti mūsų sprendimas

Apie visos daug žadančios naujos baterijų technologijos Šiuo metu dirbama prie branduolinių baterijų. Tokios baterijos galėtų ne tik tarnauti dešimtis, šimtus ar net tūkstančius metų, bet ir pačios generuotų energiją iš radiacijos. Ne taip jau tolimoje ateityje mūsų baterijos gali ne tik tarnauti ilgiau nei mūsų telefonai ir galbūt daug kartų viršyti mūsų pačių tarnavimo laiką, bet ir jų niekada nereikės įkrauti.

Tarsi branduolinių baterijų samprata negali skambėti beprotiškiau, tie, kurie vieną dieną gali atsidurti mūsų telefonuose ir automobiliuose, iš tikrųjų bus pagaminti iš dirbtinių nanodeimantų. Šių nanodeimantų baterijų mokslą pavadinti kompleksu yra per menka. Iš esmės, kuo paprasčiau, radioaktyvieji elementai išgaunami iš branduolinių atliekų ir apklijuojami deimantais naudojant cheminį nusodinimą garais. Tada deimantas veikia kaip keitiklis, paverčiantis spinduliuotę į elektrą.

Be ilgaamžiškumo ir savaiminio įkrovimo galimybės, branduolinės baterijos pakeistų išmaniųjų telefonų dizainą. Jie padarytų įkrovimo prievadai nereikalingas, todėl telefonai gali būti visiškai atsparūs vandeniui ir padaryti daug tvirtesni nei bet kada anksčiau. Taip pat galima įsivaizduoti, kad dirbtinių deimantų gamyba tampa vis pigesnė, kad mūsų telefonai netrukus gali būti padengti deimantais ir todėl praktiškai nesunaikinami.

Be telefonų, šios branduolinės baterijos galėtų maitinti kiekvieną elektroninį įrenginį, kurį šiandien naudojame. Nuo išmaniųjų laikrodžių ir ausinių iki automobilių, dronų ir net robotų. Kai pradedi apie tai galvoti, supranti, kad nanodeimantų baterijos gali daug ką pakeisti mūsų technologijos aspektus, kuriuos stabdo dabartinės, labai ydingos baterijos trūkumai dizainas.

Bendrovė bando branduolines baterijas paversti realybe

Viena iš pirmaujančių kompanijų, kuriančių šią technologiją NDBakronimas, reiškiantis „Nano Diamond Batteries“. NDB generalinio direktoriaus dr. Nima Golsharifi žodžiais, kai buvo apklaustas dėl epizodo „Energy Cast“ tinklalaidė: „Kalbant metaforiškai, tai panašu į saulės baterijas; skirtumas yra tas, kad NDB gamina elektros energiją naudodamas radioaktyviųjų medžiagų spinduliuotę, o ne saulės šviesą.

Deimantinės baterijos taip pat yra galimas sprendimas seniai nepaisomoms problemoms, susijusioms su branduolinių dalijimosi elektrinių atliekų šalinimu. Visame pasaulyje egzistuoja didžiuliai kiekiai šios labai pavojingos medžiagos, o jos saugojimas ar šalinimas yra neįtikėtinai brangus. Tačiau šiose atliekose taip pat gausu energijos, todėl NDB kuria branduolines baterijas.

Kaip sako dr. Golsharifi: „NDB sprendimai ir mūsų įmonės tikslas yra tinkamai panaudoti šiuos šalutinius produktus ir išspręsti branduolinių atliekų problemas. savo ruožtu padėti aplinkai, skatindama branduolinę energiją, kuri yra švarus šaltinis, ir savo ruožtu remti visuomenę kurdamas tam tikrą žiedinį laišką ekonomika."

Žinoma, logiškas klausimas, kurį galite užduoti ar šios baterijos yra saugios, ar ne. Viską, kas susiję su branduoline energija, yra stigma, kuri yra potenciali kliūtis šios technologijos pritaikymui, tačiau dr. Golsharifi mano, kad šią baimę galima įveikti mokantis: „Nedaug žmonių žino, kad daugumoje dūmų detektorių yra radioaktyvių medžiagų medžiaga; vis dėlto jie turi juos namuose be jokių problemų.

Branduolinių baterijų spinduliuotė yra saugiai uždaryta tuose mažuose deimantuose. „Turime keitiklio fiksavimo sistemą, kuri neleidžia prieiti prie izotopo masiškai ir naudoti kitiems tikslams nei NDB maitinimo šaltinis. Mes tai darome specialiai savo struktūroje implantuodami radioizotopus nanoskalės jonais ir tai leidžia mums atitikti įvairius vartotojų saugos reikalavimus“, – aiškina dr. Golsharifi.

NDB atliko išsamius tyrimus, siekdama užtikrinti, kad jų baterijos būtų pakankamai saugios naudoti gaminiuose, tokiuose kaip telefonai ir automobiliai. Daugeliu atžvilgių NDB akumuliatoriai neskleidžia emisijų ar kenksmingos spinduliuotės. Branduolinės baterijos, sudarytos iš beveik nesunaikinamų deimantų, tikriausiai yra saugesnės nei ličio jonų baterijos, kurios, kaip žinoma, sprogsta ir užsiliepsnoja.

Kitas aktualus klausimas yra kaina. Juk kalbame apie gaminį, kuris gaminamas ir iš deimantų, ir iš branduolinių medžiagų. Tačiau kaina jau mažėja – nuo ​​2,4 mln. USD už kilogramą iki 40 000 USD 2018 m. (pagal dr. Golsharifi). NDB tikisi, kad masinės gamybos kaina dar labiau kris, pradedant brangesnė nei ličio jonų gamyba, o laikui bėgant mažėja, kad galiausiai būtų konkurencinga ličio jonų kaina.

Net jei jie iš pradžių yra brangesni nei tradiciniai akumuliatoriai, ar nenorėtumėte mokėti papildomai telefonui, kurio niekada nereikia įkrauti? Automobilis, kurio niekada nereikia pilti degalų? Prietaisai, kurie ne tik niekada neišsenka, bet ir parduoda savo sultis atgal į tinklą arba sumažina jūsų namų elektros sąskaitą?

Nanodeimantų akumuliatorių niekada nereikia įkrauti, jie tarnauja ilgiau nei įrenginiai, kuriuos jie maitintų, yra saugūs skirtas naudoti plataus vartojimo gaminiuose ir padėtų išspręsti seną klausimą, ką daryti su mūsų branduoline energija atliekų.

Branduoliniai prietaisai pasirodys 2023 m

Taigi kada galime tikėtis, kad branduolinės baterijos pasirodys rinkoje? NDB jau atliko koncepcijos bandymus ir ketina iki 2023 m. paruošti veikiantį produktą. Arkenlight, kita nanodeimantų baterijų įmonė, jau turi mažos galios branduolines baterijas, veikiančias stebėsenos įrenginiuose Strombolio ugnikalnyje ir JK branduolinių atliekų aikštelėje. Ateityje praeis šiek tiek daugiau laiko, kol pirmosios nanodeimantinės baterijos pateks į mūsų išmaniuosius telefonus, ir tikriausiai daug ilgiau, kol jos pradės maitinti mūsų automobilius.

Net jei galų gale laukiame nuo penkerių iki dešimties metų, kol ši technologija taps įprasta, tai visai ne laikas tokiai revoliucinei pažangai. Žinoma, taip pat verta pripažinti, kokia nenuspėjama gali būti tokia pažangi technologija, kaip ši. Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad mokslas yra pagrįstas ir kad nedideli šių baterijų diegimai jau yra matau gerą priežastį būti optimistiškais, kad vieną dieną mūsų baterijos tarnaus ilgiau nei mūsų telefonai, ir jo niekada nereikia įkrauti.