Cum deșeurile nucleare și diamantele pot economisi bateriile smartphone-urilor

Science-fiction a devenit realitate pe măsură ce purtăm în buzunare telefoane care acționează ca niște computere mici. Cu toate acestea, chiar dacă tehnologia avansează, suntem ținuți de sursa de energie din spatele tehnologiei, limitând avantajele pe care aceste dispozitive le reprezintă. Din momentul în care pornim un dispozitiv, ceasul ticăie pe măsură ce bateria se degradează și își pierde capacitatea. Zilnic, să ne asigurăm că o baterie este încărcată și gata de funcționare este o bătaie de cap și uităm cu toții să o conectăm peste noapte din când în când.

Pentru mine, ca creator de conținut și cu camere, drone, tablete, microfoane și alte dispozitive pe care să le păstrez încărcate, poate deveni o corvoadă să mă asigur că toate electronicele mele funcționează atunci când am nevoie de ele. Pentru a înrăutăți lucrurile, în multe telefoane și alte dispozitive mobile, înlocuirea bateriei este dificilă sau de-a dreptul imposibilă. Dar o soluție este la orizont. Într-o zi în curând va sosi o revoluție a bateriei folosind o combinație improbabilă de deșeuri nucleare și diamante.

De ce bateriile telefonului de astăzi sunt o problemă

De la începutul până la sfârșitul ciclului de viață al electronicelor noastre, bateriile pun multe probleme. Exploatarea litiului și a altor componente ale bateriilor pe care le folosim în prezent este o afacere murdară, distructivă - la fel și rafinarea acestor materiale rare. Pe măsură ce cererea crește, aceste efecte vor afecta din ce în ce mai multe peisajele noastre sălbatice, cu consecințe potențial dezastruoase.

Odată ce bateriile noastre se consumă, ele și dispozitivele pe care le alimentează foarte des ajung să putrezească în gropile de gunoi. Uneori, deșeurile noastre electronice sunt expediate în străinătate, unde sunt apoi salvate sau arse fără expertiză și ajung în aer și apă. Doar un mic procent din produsele noastre electronice aruncate sunt reciclate în mod responsabil. Dacă bateriile nu s-ar degrada atât de repede, astfel de deșeuri ar putea fi reduse dramatic.

Cum ar putea fi tehnologia nucleară soluția noastră

De toată noua tehnologie promițătoare a bateriei la care se lucrează astăzi, cel mai interesant trebuie să fie bateriile nucleare. Nu numai că astfel de baterii ar putea dura zeci, sute sau chiar mii de ani, dar și-ar genera propria energie din radiații. Într-un viitor nu atât de îndepărtat, bateriile noastre ar putea nu numai să supraviețuiască telefoanelor noastre și, eventual, să depășească propria noastră durată de viață de multe ori, dar nu ar trebui să fie niciodată reîncărcate.

De parca conceptul de baterii nucleare nu ar putea suna mai nebunesc, cei care s-ar putea găsi într-o zi în telefoanele și mașinile noastre ar fi de fapt făcute din nanodiamante artificiale. A numi știința din spatele acestor baterii nanodiamond complex este un eufemism. În esență, în termeni cei mai simpli posibil, elementele radioactive sunt extrase din deșeurile nucleare și învelite în diamante prin depunerea chimică în vapori. Diamantul acționează apoi ca un traductor pentru a transforma radiația în electricitate.

Pe lângă longevitate și capacitatea de auto-încărcare, bateriile nucleare ar revoluționa designul smartphone-ului. Ei ar face porturi de încărcare inutil, astfel încât telefoanele ar putea fi complet impermeabilizate și făcute mult mai dure decât oricând. De asemenea, este de imaginat, deoarece diamantele artificiale devin mai ieftine de produs, ca telefoanele noastre să fie în curând acoperite cu diamant și, prin urmare, practic indestructibile.

Dincolo de telefoane, aceste baterii nucleare ar putea alimenta fiecare dispozitiv electronic pe care îl folosim astăzi. De la ceasuri inteligente și căști la mașini, drone și chiar roboți. Odată ce începi să te gândești la asta, realizezi că bateriile nanodiamond au potențialul de a schimba multe aspecte ale tehnologiei noastre care sunt reținute de limitările bateriei noastre actuale, profund defecte proiecta.

Compania încearcă să transforme bateriile nucleare în realitate

Una dintre companiile de top care dezvoltă această tehnologie este NDB, un acronim care înseamnă „Nano Diamond Batteries”. În cuvintele CEO-ului NDB, Dr. Nima Golsharifi, atunci când a fost intervievat pentru un episod din Podcast Energy Cast: „Vorbind metaforic, este similar cu panourile solare; diferența este că NDB generează electricitate folosind radiația din materiale radioactive în loc de lumina soarelui”

Bateriile cu diamant sunt, de asemenea, o posibilă soluție la problemele de mult neglijate legate de eliminarea deșeurilor de la centralele nucleare cu fisiune. Cantități enorme din acest material extrem de periculos există peste tot în lume, iar depozitarea sau eliminarea acestuia este incredibil de costisitoare. Cu toate acestea, aceste deșeuri sunt, de asemenea, bogate în energie și este ceea ce alimentează bateriile nucleare pe care NDB le dezvoltă.

După cum spune dr. Golsharifi: „Soluțiile NDB și scopul companiei noastre este de a folosi aceste produse secundare și de a rezolva problemele legate de deșeurile nucleare și la rândul său, ajută mediul prin promovarea energiei nucleare care este o sursă curată și, la rândul său, sprijinind societatea prin crearea unui fel de circulare. economie."

Desigur, o întrebare logică pe care ați putea să o puneți este indiferent dacă aceste baterii sunt sau nu sigure. Există o stigmatizare în jurul a tot ce are de-a face cu energia nucleară, care este un potențial obstacol în calea adoptării acestei tehnologii, dar dr. Golsharifi crede că această frică poate fi depășită prin educație: „Nu mulți oameni știu că majoritatea detectoarelor de fum conțin radioactiv material; totuși, le au acasă fără nicio problemă.”

Radiația de la bateriile nucleare este închisă în siguranță în acele diamante minuscule. „Avem un sistem de blocare a traductorului care împiedică accesul izotopului în vrac și utilizarea în alte scopuri decât sursa de energie a NDB. Facem acest lucru în mod specific prin implantarea ionică la scară nanometrică a radioizotopilor în structura noastră, iar acest lucru ne permite să îndeplinim diverse cerințe de siguranță a consumatorilor”, explică dr. Golsharifi.

NDB a efectuat cercetări ample pentru a se asigura că bateriile lor sunt suficient de sigure pentru a fi utilizate în produse precum telefoane și mașini. În multe privințe, bateriile NDB nu produc emisii sau radiații nocive. Bateriile nucleare compuse din diamante aproape indestructibile sunt probabil mai sigure decât bateriile cu litiu-ion, despre care se știe că explodează și iau foc.

O altă întrebare relevantă este costul. La urma urmei, vorbim despre un produs care este realizat atât din diamante, cât și din materiale nucleare. Cu toate acestea, costul este deja în scădere, de la 2,4 milioane de dolari pe kilogram până la 40.000 de dolari în 2018 (conform Dr. Golsharifi). NDB se așteaptă ca prețul să scadă și mai mult odată cu producția de masă, începând fiind mai scump decât litiu-ion și scăzând în timp, pentru a fi în cele din urmă la un preț competitiv cu litiu-ion.

Chiar dacă inițial sunt mai scumpe decât bateriile tradiționale, nu ați fi dispus să plătiți suplimentar pentru un telefon pe care nu trebuie să-l reîncărcați niciodată? O mașină care nu trebuie alimentată niciodată? Dispozitive care nu numai că nu se usucă niciodată, dar și care își vând sucul înapoi la rețea sau îți reduc factura de energie a casei?

Bateriile nanodiamond nu trebuie să fie niciodată reîncărcate, durează mai mult decât dispozitivele pe care le-ar alimenta, sunt sigure pentru utilizare în produsele de larg consum și ar ajuta la rezolvarea vechei întrebări despre ce să facem cu nuclearul nostru deşeuri.

Gadgeturile nucleare vor veni în 2023

Deci, când ne-am putea aștepta să vedem bateriile nucleare să ajungă pe piață? NDB a efectuat deja teste de dovadă a conceptului și intenționează să aibă un produs funcțional gata până în 2023. Arkenlight, o altă companie de baterii nanodiamante, are deja în funcțiune baterii nucleare de putere redusă în echipamentele de monitorizare din vulcanul Stromboli și un sit de deșeuri nucleare din Marea Britanie. Va fi ceva mai departe în viitor înainte ca primele baterii nanodiamond să ajungă în smartphone-urile noastre și, probabil, mult mai mult înainte să alimenteze mașinile noastre.

Chiar dacă ajungem să așteptăm cinci până la 10 ani pentru ca această tehnologie să devină obișnuită, nu este deloc momentul pentru o astfel de avansare revoluționară. Desigur, merită de asemenea să recunoaștem cât de imprevizibilă poate fi o tehnologie de vârf ca aceasta. Cu toate acestea, având în vedere că știința din spatele acestuia este solidă și că implementările minore ale acestor baterii sunt deja pe teren, văd un motiv bun pentru a fi optimist că într-o zi în curând bateriile noastre vor dura mai mult decât telefoane, și nu trebuie niciodată reîncărcat.