Cercetătorii au reușit să creeze o baterie care poate funcționa timp de 5.700 de ani fără a avea nevoie de reîncărcare. Inovația se bazează pe carbon-14, un izotop radioactiv, încorporat într-o structură de diamant, care generează un flux constant de electricitate pe parcursul mileniilor, scrie earth.com.
Profesorul Neil Fox, specialist în materiale pentru energie la Universitatea din Bristol, face parte din echipa care dezvoltă această tehnologie împreună cu colegi de la Universitatea din Bristol și Autoritatea pentru Energie Atomică a Regatului Unit (UKAEA). Scopul lor este să valorifice materiale radioactive pentru a crea surse de energie de lungă durată.
Ce este carbon-14
Carbonul-14 are un timp de înjumătățire de aproximativ 5.700 de ani, ceea ce înseamnă că procesul său de dezintegrare radioactivă durează extrem de mult timp. În timp ce bateriile obișnuite se descarcă în câteva zile sau ani, o celulă de energie pe bază de diamant poate furniza energie de ordinul microwaților timp de secole.
Această tehnologie folosește carbon-14 extras din grafitul rezidual provenit din reactoare nucleare – o abordare care, în plus, contribuie la reducerea deșeurilor radioactive. Învelișul de diamant sigilează radiația în interiorul bateriei, prevenind emisiile periculoase în exterior.
Cum a fost construită bateria
Diamantul folosit nu este natural, ci sintetic, produs printr-un proces numit depunere chimică din vapori activată cu plasmă, în care atomii de carbon-14 sunt depuși într-un strat subțire pentru a forma o structură de diamant. Inginerii de la campusul UKAEA Culham au construit un aparat special de depunere cu plasmă pentru a realiza cu precizie aceste straturi de diamant.
„Bateriile cu diamant oferă o metodă sigură și sustenabilă de a furniza constant energie la nivel de microwați. O tehnologie emergentă, ce folosește diamant sintetic pentru a închide în siguranță cantități mici de carbon-14,” a declarat Sarah Clark, directoare a departamentului de combustibil cu tritiu de la UKAEA.
Aceste baterii ar putea alimenta dispozitive minuscule implantate sub piele, precum aparate auditive sau stimulatoare cardiace, dar și echipamente din locații izolate unde schimbarea bateriilor este dificilă sau imposibilă.
Bateria funcționează similar unui panou solar, dar captează energie de la electronii emiși în procesul de dezintegrare a carbonului-14, nu de la fotoni. Diamantul, fiind un semiconductor, transformă acești electroni în curent electric. Procesul este continuu, fără întreruperi și fără a necesita surse externe de energie.
Aplicații în spațiu și securitate
Pe măsură ce navele spațiale se îndepărtează de Soare, panourile solare devin ineficiente. O sursă de energie bazată pe carbon-14 ar putea menține în viață instrumentele științifice timp îndelungat. De asemenea, etichetele de identificare radio (RFID) folosite pentru urmărirea pe termen lung ar beneficia de un astfel de sistem de alimentare, mai ales în medii dure sau inaccesibile.
„Tehnologia noastră de microputere poate susține o gamă largă de aplicații importante, de la tehnologia spațială și dispozitive de securitate, până la implanturi medicale. Suntem entuziasmați să explorăm aceste direcții în colaborare cu parteneri din industrie și cercetare,” a spus profesorul Tom Scott de la Universitatea din Bristol.
Această baterie nu va alimenta smartphone-uri sau mașini electrice, dar oferă un flux stabil de electricitate care durează incomparabil mai mult decât soluțiile de stocare clasice.
Provocări și percepție publică
Înainte ca bateriile cu carbon-14 să ajungă în uz comercial larg, sunt necesare testări riguroase. Manipularea materialelor radioactive implică reguli stricte, iar producerea diamantelor sintetice este costisitoare. Colaborările între mediul academic și industrie ar putea duce la metode mai eficiente de fabricație.
Totuși, acceptarea publică este esențială. Chiar dacă nivelurile de radiație sunt extrem de scăzute și complet sigilate, termenul „radioactiv” încă provoacă îngrijorări. Autoritățile de reglementare vor trebui să stabilească standarde de siguranță pentru producție, utilizare și eliminare, iar studiile pe termen lung vor confirma stabilitatea acestor baterii în condiții reale.
Până atunci, tehnologia va rămâne probabil limitată la sectoare specializate precum aerospațial, apărare și medicină.
Ştiri video recomandate
