Znanstveniki razvili baterijo, ki je ni treba polniti tisoče let

Foto: Zajem zaslona/YOUTUBE

Britanski znanstveniki so izumili baterijo, ki po njihovem mnenju pomeni "revolucijo" v proizvodnji baterij – skoraj večno baterijo.

Si predstavljate, da bi imeli baterijo, ki bi napravo napajala ne le dneve ali leta, temveč stoletja dolgo, in se še vedno ne bi izpraznila?

S to zamislijo so se ukvarjali znanstveniki in inženirji z Univerze v Bristolu in Uprave za jedrsko energijo Združenega kraljestva (UKAEA), ko so razvijali in uspešno izdelali prvo diamantno baterijo na svetu, ki uporablja ogljik-14, poroča portal Zimo.

Kot so poudarili v izjavi za javnost, ima ta nova vrsta baterije potencial za napajanje naprav tisoče let, kar jo naredi za izjemno trajen vir energije.

Kaj je diamantna baterija in kako deluje?

Verjetno nekateri še veste, da je diamant kristal, ki ga sestavljajo skoraj izključno ogljikovi atomi.

V diamantnih baterijah pa namesto navadnega ogljika v kristalu najdemo njegovo radioaktivno različico (izotop), ogljik-14 (tega nekateri morda poznate po uporabi v radiokarbonskem datiranju, določanju starosti predmetov v arheologiji). Ker je ogljik-14 radioaktiven, to pomeni, da njegovi atomi oddajajo delce (v tem primeru elektrone), pri čemer se ogljik spreminja v bolj stabilno obliko, dušik-14. Prav ti elektroni pa v diamantu ustvarjajo električni tok. Na neki način diamantna baterija deluje podobno kot solarni kolektorji, le da namesto svetlobnih delcev zajema hitro premikajoče se elektrone.

“Gre za nastajajočo tehnologijo, ki uporablja umetno izdelane diamante z majhnimi količinami ogljika-14,” je pojasnila Sarah Clark, direktorica oddelka za raziskave tricijevega pogonskega cikla (Tritium Fuel Cycle) v upravi za jedrsko energijo.

Ker ima ogljik-14 razpolovno dobo okoli 5.700 let, bi to pomenilo, da bi tudi baterija lahko zdržala vsaj toliko časa. (Razpolovna doba je obdobje, v katerem razpade polovica mase radioaktivnega elementa, v tem primeru ogljika-14. Ta se z radioaktivnim razpadom spreminja v stabilno obliko dušika. Različni elementi imajo različne razpolovne dobe, op. p.)

Prototipne baterije so velike le 10 x 10 milimetrov in debele do pol milimetra. Ogljik-14 je bil izbran, ker oddaja sevanje kratkega dosega, ki ga vsak trden material hitro absorbira. Poleg tega je radioaktivni ogljik varno shranjen v diamantu – najtrši snovi, ki jo pozna človeštvo – kar pomeni, da nobeno sevanje kratkega dosega ne more uiti.

Zato, pravijo raziskovalci, diamantne baterije zagotavljajo varen, trajnosten način za neprekinjeno napajanje z nizko močjo, ki jo merimo v mikrovatih.

Jih bomo kdaj imeli v domačih napravah?

“Diamantna baterija bo naredila revolucijo v proizvodnji baterij,” pravi višja procesna inženirka v uradu Fatimah Sanni v videoposnetku o novi iznajdbi, ki si ga lahko ogledate pod člankom. “Zbogom, litijeve baterije! Zbogom, neprestane operacije za zamenjavo srčnih spodbujevalnikov!”

Čeprav je trenutno težko natančno določiti, za kaj bi uporabljali baterijo, ki traja tisoče let, znanstveniki poudarjajo, da bi jo lahko uporabljali v medicinskih napravah, s čimer bi zelo pomagali bolnikom. Lahko bi jih uporabljali na primer v očesnih vsadkih, slušnih pripomočkih in srčnih spodbujevalnikih.

Dolgotrajnost teh baterij bi lahko prišla prav tudi na področjih, kjer druge baterije ne zdržijo dolgo, na primer v vesolju ali na ekstremnih območjih na Zemlji. Po navedbah znanstvenikov z Univerze v Bristolu bi baterije lahko napajale tako imenovane aktivne radijske oznake (RF) za sledenje napravam ali na Zemlji ali v vesolju, na primer vesoljskim plovilom ali tovorom, kar bi znižalo stroške in podaljšalo življenjsko dobo naprav.

Baterija zagotavlja tudi varen način ravnanja z jedrskimi odpadki. Ogljik-14 namreč nastaja v grafitnih blokih v nekaterih jedrskih elektrarnah. Iz tega grafita pa bi lahko “odvzeli” ogljik-14 in tako zmanjšali radioaktivnost odpadkov, kar bi znižalo stroške in olajšalo varno shranjevanje jedrskih odpadkov.

Baterijo bi lahko uporabljali tudi v ekstremnih okoljih – tako v vesolju kot na Zemlji – kjer ni praktično zamenjati običajnih baterij.

“Naša tehnologija mikronapajanja lahko podpira širok spekter pomembnih aplikacij, od vesoljskih tehnologij in varnostnih naprav do medicinskih vsadkov. Veselimo se, da bomo v prihodnosti raziskovali vse te možnosti v sodelovanju s partnerji iz industrije in raziskovalnega okolja,” pa je za britanski BBC poudaril profesor Tom Scott z Univerze v Bristolu.

Kdo ve, morda jih bomo nekoč imeli tudi v telefonih in se nam ne bo več treba bati, da bi se nam kdaj prav v ključnih trenutkih baterija izpraznila. Razen če bomo morda kdaj ljudje živeli dlje, kot znaša razpolovna doba ogljika-14, kar pa je bolj malo verjetno.