Wkrótce przestaniemy ładować smartfony? Naukowcy coraz bliżej wprowadzenia jądrowych baterii

Baterie litowo-jonowe nadal pozostają podstawowym źródłem energii przenośnych urządzeń lub pojazdów elektrycznych. Wady tego rozwiązania nietrudno wymienić – ograniczona gęstość energetyczna, długi czas ładowania, spadek pojemności i wydajności wraz z liczbą cykli ładowania, czy zagrożenia związane z reaktywnością litu. Warto dodać, że akumulator taki jest jedynie magazynem energii, którą trzeba wytworzyć w innym miejscu i przesłać, co wiąże się ze stratami. A co, jeśli jest możliwość stworzenia ogniwa, które samo wytwarza energię i to przez wiele lat?

Baterie jądrowe z węglem C-14

Południowokoreański Instytut Nauki i Technologii w Daegu Gyeongbuk pracuje nad technologią baterii jądrowych, które wykorzystują radioaktywny izotop węgla C-14. Pierwsze tego typu urządzenia zostały skonstruowane, choć raczej nie cechuje ich wysoka wydajność. Naukowcy skorzystali w tym przypadku z radiowęgla, ponieważ emituje on głównie promieniowanie typu beta, które w procesie rozpadu jądrowego przybiera postać strumienia elektronów lub pozytonów.

Prototyp ogniwa betawoltaicznego. Źródło: American Chemical Society

Charakterystyczne dla tego rodzaju emisji jest jej dość łatwa absorpcja przez metale. Wystarczy cienka, kilkumilimetrowa warstwa aluminium, aby całkowicie zabezpieczyć otoczenie przed promieniowaniem. Baterie wykorzystujące radioaktywny węgiel miałyby podobną konstrukcję jak każde inne, bez dodatkowych, wymyślnych zabezpieczeń.

To co wyróżnia odkrycie naukowców, to zastosowanie półprzewodników na bazie dwutlenku tytanu, materiału powszechnie stosowanego w ogniwach słonecznych, uczulonego barwnikiem zawierającym ruten. Baterie te nazwano betawoltaicznymi. Ich działanie polega na podobnym efekcie co fotowoltaiczne, choć promieniowanie słoneczne zastąpiono jonizującym, a wszystko odbywa się wewnątrz ogniwa.

Powiązane:Laptop stale podłączony do zasilania - czy to uszkadza baterię?

Wydajność przekształcania energii promieniowania w elektryczną jest dość wysoka. Węgiel C-14 jednak cechuje dość długi czas rozpadu połowicznego (5730 lat), a co za tym idzie – niewysokie natężenie emisji cząstek. Ogniwa betawoltaniczne nie zastąpią więc póki co litowo-jonowych, ponieważ nie są jeszcze w stanie generować takiej ilości energii. Mogą jednak posłużyć do zasilania urządzeń o niskim poborze prądu przez dziesięciolecia, bez potrzeby wymiany. Instytut będzie eksperymentował z kształtem emitera promieniowania beta, co zdaniem naukowców może zwiększyć efektywność wytwarzania energii.

Czytaj więcej:Sód jest nowym świętym Graalem samochodów elektrycznych. Na szczęście surowiec nie jest w rękach Chin

Arkadiusz Strzała

Arkadiusz Strzała

Swoją przygodę z pisaniem zaczynał od własnego bloga i jednego z wczesnych forum (stworzonego jeszcze w technologii WAP). Z wykształcenia jest elektrotechnikiem, posiada zamiłowanie do technologii, konstruowania różnych rzeczy i rzecz jasna – grania w gry komputerowe. Obecnie na GOL-u jest newsmanem i autorem publicystyki, a współpracę z serwisem rozpoczął w kwietniu 2020 roku. Specjalizuje się w tekstach o energetyce i kosmosie. Nie stroni jednak od tematów luźniejszych lub z innych dziedzin. Uwielbia oglądać filmy science fiction i motoryzacyjne vlogi na YouTube. Gry uruchamia głównie na komputerze PC, aczkolwiek posiada krótki staż konsolowy. Preferuje strategie czasu rzeczywistego, FPS-y i wszelkie symulatory.