Naukowcy odkryli nową baterię. Może być zasilana odpadami nuklearnymi

Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego w Ohio ogłosili przełomowe odkrycie w dziedzinie energii jądrowej. Zespół badawczy, kierowany przez inżyniera jądrowego Raymonda Cao, opracował prototyp baterii, która może być zasilana odpadami jądrowymi.

Naukowcy widzą potencjał w wykorzystaniu tej technologii w miejscach, gdzie produkowane są odpady jądrowe. "Jesteśmy w stanie pozyskać coś, co jest uważane za odpad, i przekształcić to w skarb" - wyjaśnił w komunikacie uczelni Raymond Cao z Uniwersytetu Stanowego w Ohio.

Obecnie prototyp baterii jest testowany z użyciem dwóch źródeł radioaktywnych: cezu-137 i kobaltu-60. Choć technologia jest wciąż w fazie wstępnej, zespół badawczy jest przekonany o jej skuteczności i planuje dalsze prace nad zwiększeniem mocy baterii.

Naukowcy w USA wykorzystali promieniowanie gamma emitowane przez odpady nuklearne do wytworzenia wystarczającej ilości energii do zasilania mikroprocesorów. Ten rodzaj energii jest obecnie ograniczony do małych czujników, ale zespół uważa, że ​​można go zwiększyć. Około 10 procent światowego zapotrzebowania na energię jest obecnie zaspokajane przez energię jądrową, alternatywę dla paliw kopalnych, na których tradycyjnie polegaliśmy. Jeśli naukowcy będą w stanie wykorzystać jego odpady, może stać się bardziej atrakcyjną opcją.

Baterie jądrowe – urządzenia, które zamieniają rozpad promieniotwórczy na energię elektryczną – są w fazie prac od dziesięcioleci, ale technologia ta nie została jeszcze wdrożona w praktyce. W tym przypadku energia była wytwarzana w dwóch etapach: najpierw kryształy scyntylatora przekształcały promieniowanie w światło, a następnie ogniwa słoneczne przekształcały to światło w energię elektryczną.

Prototypowa bateria miała około 4 centymetrów sześciennych. Po przeprowadzeniu testów z dwoma źródłami radioaktywnymi, cezem-137 i kobaltem-60 – obydwoma powszechnymi produktami ubocznymi rozszczepienia jądrowego, bateria wygenerowała odpowiednio 288 nanowatów i 1,5 mikrowatów.

"To przełomowe wyniki pod względem mocy wyjściowej" – mówi Ibrahim Oksuz, inżynier lotnictwa i kosmonautyki z Uniwersytetu Stanowego w Ohio cytowany przez uczelnię. "Ten dwuetapowy proces jest wciąż w fazie wstępnej, ale następny krok obejmuje generowanie większych watów za pomocą konstrukcji skalowanych".

Akumulatory te byłyby używane w pobliżu obiektów, w których produkowane są odpady nuklearne, a nie przez społeczeństwo, ale istnieje tu potencjał dla czujników i monitorów, które wymagałyby bardzo niewielkiej konserwacji. Bateria sama w sobie byłaby bezpieczna w dotyku i nie zanieczyszczałaby otoczenia - twierdzą naukowcy, chociaż nadal istnieją nierozstrzygnięte pytania dotyczące tego, jak długo źródło zasilania mogłoby wytrzymać po zainstalowaniu.

Możliwe, że technologia mogłaby być używana w innych miejscach, w których występuje promieniowanie gamma, na przykład w kosmosie. Konieczne będą znaczne ulepszenia tego prototypu, ale naukowcy są przekonani, że podstawowy pomysł działa.

Podczas badania zespół dokonał również ważnych odkryć na temat tego, jak konfiguracja kryształów i ogniw słonecznych może wpływać na współczynniki konwersji i wydajność – co może zostać wykorzystane w przyszłych badaniach. "Koncepcja baterii jądrowej jest bardzo obiecująca" – przekazał Oksuz. "Jest jeszcze wiele do poprawienia, ale wierzę, że w przyszłości to podejście wyrobi sobie ważną przestrzeń zarówno w przemyśle produkcji energii, jak i czujników". Badania zostały opublikowane w Optical Materials: X.