Επιστήμονες δημιούργησαν μια μπαταρία που διαρκεί 5.700 χρόνια, χωρίς να απαιτείται επαναφόρτιση.
Η νέα αυτή λύση αξιοποιεί ραδιενεργό άνθρακα-14 ενσωματωμένο σε συνθετικό διαμάντι, παράγοντας σταθερή ροή ηλεκτρικής ενέργειας για χιλιετίες.
Ο καθηγητής Neil Fox, ειδικός στα Υλικά για την Ενέργεια στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ, είναι ένας από τους επιστήμονες που οδηγούν την έρευνα σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο και τη Βρετανική Αρχή Ατομικής Ενέργειας (UKAEA). Η ομάδα διερευνά μεθόδους αξιοποίησης ραδιενεργών υλικών, προκειμένου να δημιουργήσει αξιόπιστες πηγές ενέργειας μεγάλης διάρκειας.
Πώς λειτουργεί η μπαταρία άνθρακα-14
Ο άνθρακας-14 έχει χρόνο ημιζωής περίπου 5.700 χρόνια, γεγονός που επιτρέπει τη σταδιακή ραδιενεργό διάσπασή του σε πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μπαταρίες, που εξαντλούνται μέσα σε λίγες ημέρες ή χρόνια, η μπαταρία που βασίζεται στο διαμάντι μπορεί να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε επίπεδα μικροβατ για αιώνες.
Το ραδιενεργό υλικό άνθρακα-14 προέρχεται από υπολείμματα γραφίτη αντιδραστήρων, συμβάλλοντας έτσι και στη μείωση των πυρηνικών αποβλήτων. Το συνθετικό διαμάντι που το περιβάλλει συγκρατεί τη ραδιενέργεια, εξασφαλίζοντας ότι οι εκπομπές ακτινοβολίας παραμένουν ελάχιστες και απόλυτα ελεγχόμενες.
Η UKAEA, που ειδικεύεται στον τομέα της σύντηξης, έχει χρησιμοποιήσει την εμπειρία της στον χειρισμό αντιδραστήρων και εξειδικευμένων υλικών για να αναπτύξει ασφαλείς μεθόδους εξαγωγής και εναπόθεσης άνθρακα-14. Έχει επίσης δημιουργήσει μια ειδική συσκευή εναπόθεσης πλάσματος για την παραγωγή λεπτών στρωμάτων συνθετικού διαμαντιού με ακριβή έλεγχο της διαδικασίας.
Αυτή η συνεργασία δείχνει πώς οι γνώσεις από την έρευνα στον τομέα της σύντηξης μπορούν να πυροδοτήσουν καινοτομίες σε άλλους τομείς, όπως η αποθήκευση ενέργειας.
Πλεονεκτήματα και εφαρμογές
Οι μπαταρίες άνθρακα-14 προσφέρουν μια ασφαλή, βιώσιμη λύση για τη συνεχή παροχή πολύ μικρής ισχύος. Είναι ιδανικές για την τροφοδοσία μικροσκοπικών συσκευών όπως ακουστικά βαρηκοΐας και ιατρικοί βηματοδότες, καθώς και για αισθητήρες σε απομακρυσμένες ή δύσκολα προσβάσιμες τοποθεσίες όπου η αντικατάσταση μπαταριών είναι πρακτικά αδύνατη.
Η λειτουργία τους θυμίζει αυτή των ηλιακών πάνελ, με τη διαφορά ότι συλλέγουν ενέργεια από ηλεκτρόνια που εκπέμπονται κατά τη ραδιενεργό διάσπαση του άνθρακα-14, η οποία συμβαίνει αδιάκοπα και χωρίς εξωτερική παροχή.
Η νέα τεχνολογία παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τις διαστημικές αποστολές, όπου η ηλιακή ενέργεια μειώνεται όσο απομακρύνονται από τον ήλιο. Μια μπαταρία άνθρακα-14 μπορεί να διατηρήσει σε λειτουργία όργανα, αισθητήρες και επικοινωνιακούς πομπούς για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από τις συμβατικές πηγές.
Παρόμοια, σε τομείς όπως η ασφάλεια και η παρακολούθηση μέσω ραδιοσυχνοτήτων (RFID), οι συσκευές μπορούν να λειτουργούν επί δεκαετίες χωρίς την ανάγκη αντικατάστασης μπαταριών, ακόμη και σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες.
Προκλήσεις και προοπτικές
Παρά τα πολλά πλεονεκτήματα, η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε στάδιο ανάπτυξης. Η παραγωγή συνθετικών διαμαντιών είναι δαπανηρή και ο χειρισμός ραδιενεργών υλικών απαιτεί αυστηρούς κανονισμούς και εποπτεία.
Η συνεργασία μεταξύ ακαδημαϊκών ιδρυμάτων και βιομηχανίας αναμένεται να βελτιώσει τις διαδικασίες παραγωγής, μειώνοντας το κόστος και αυξάνοντας την ασφάλεια. Η αποδοχή από το ευρύ κοινό, που συχνά φοβάται τον όρο «ραδιενεργός», και η έγκριση των ρυθμιστικών αρχών θα καθορίσουν την επιτυχία της τεχνολογίας.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Tom Scott από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ, η νέα αυτή μορφή μικροενέργειας μπορεί να υποστηρίξει σημαντικές εφαρμογές στους τομείς της αεροδιαστημικής, της ιατρικής και της ασφάλειας, παρέχοντας σταθερή ισχύ για χιλιάδες χρόνια — μια απόλυτα μοναδική καινοτομία στην αποθήκευση ενέργειας.
