Έρχονται οι πυρηνικές μπαταρίες που δε θα χρειάζονται ποτέ φόρτιση!

Update 2/9/2020: Έπειτα από αναφορές αναγνωστών και έρευνα σε δεύτερη φάση, απ’ότι φαίνεται η τεχνολογία αυτή είναι εδώ και χρόνια “πολλά υποσχόμενη”, αλλά προς το παρόν ανέφικτη. Ακόμα και για μικρή ισχύ (100-200W), θα χρειαζόταν ένας ογκώδης και βαρύς “αντιδραστήρας”, και φυσικά δε θα κάλυπτε τις ανάγκες των σύγχρονων ηλεκτρικών οχημάτων. Ωστόσο, ελπίζουμε κάποια μέρα να ευδοκιμήσουν οι συνθήκες ώστε να απολαμβάνουμε ταχεία παραγωγή ενέργειας από μικρές πηγές.

————————————

Το αιώνιο πρόβλημα της αποθήκευσης ενέργειας είναι πιο επίκαιρο από ποτέ, χάρη και στην “έκρηξη” της ηλεκτροκίνησης. Πέρα από τα smartphones και τις φορητές ηλεκτρονικές και ηλεκτρικές συσκευές, εκατομμύρια ηλεκτρικά οχήματα κατακλύζουν τον κόσμο, από ηλεκτρικά πατίνια ή ηλεκτρικά ποδήλατα μέχρι ηλεκτρικά σκούτερ και ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Οι μπαταρίες τους είναι το μεγαλύτερο μειονέκτημα αυτή τη στιγμή, καθώς είναι βαριές και δεν προσφέρουν αρκετά μεγάλη αυτονομία. Μια “επανάσταση” στον τομέα των μπαταριών, λοιπόν, φαίνεται να έρχεται μέσα στα επόμενα χρόνια χάρη στις πυρηνικές μπαταρίες NDB!

H NDB είναι μια εταιρεία από την Καλιφόρνια των ΗΠΑ που αναπτύσσει nano-diamond πυρηνικές μπαταρίες και υπόσχεται υψηλή πυκνότητα ενέργειας κατ’όγκο, αλλά το σημαντικότερο, εξάλειψη της ανάγκης επαναφόρτισης! Απλοϊκά, μπορούμε να τις δούμε σαν μικροσκοπικούς πυρηνικούς αντιδραστήρες. Και, όπως γνωρίζουμε, μια πολύ μικρή ποσότητα ύλης μπορεί να παράξει τεράστια ποσά πυρηνικής ενέργειας.

Σύμφωνα με την NDB, οι πυρηνικές μπαταρίες της θα αντέχουν χωρίς φόρτιση από 10 έως… 28.000 χρόνια, ανάλογα με την εφαρμογή και τη χρήση. Σε ορισμένες εφαρμογές, όπως στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, ίσως να είναι φθηνότερες και από τις τωρινές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Και για όσους ανησυχούν για την ασφάλειά τους, η NDB υποστηρίζει πως πρακτικά θα είναι αδύνατο να καταστραφούν.

Τι είναι οι πυρηνικές μπαταρίες;

Ακούγεται πολύ καλό για να αληθινό… αλλά ας αναφέρουμε μερικές λεπτομέρειες επιπλέον. Στην “καρδιά” κάθε NDB (Nano Diamond Battery) μπαταρίας θα βρίσκεται ένα μικρό κομμάτι πυρηνικών αποβλήτων, συγκεκριμένα, τμήματα γραφίτη που έχουν απορροφήσει ραδιενέργεια από τις αντίστοιχες ράβδους (Ουρανίου, Πλουτωνίου κ.λπ.) και είναι, πλέον, ραδιενεργά καθαυτά. Τα πυρηνικά, αυτά, απόβλητα είναι επικίνδυνα αν αφεθούν “ελεύθερα” στη φύση, όμως η NDB θα τα χρησιμοποιεί για να δημιουργήσει μικροσκοπικά διαμάντια από άνθρακα-14, τα οποία θα λειτουργούν τόσο σαν ημιαγωγοί, όσο και σαν θερμοαγωγοί. Τα διαμάντια αυτά θα περικλείονται σε ένα “κέλυφος” από διαμάντι άνθρακα-12, το οποίο παράγεται φθηνά σε εργαστήριο, είναι αρκετά σκληρό και ανθεκτικό και “σφραγίζει” το ραδιενεργό υλικό, χωρίς κίνδυνο διαρροής. Ακόμα και σε περίπτωση χτυπήματος/σύγκρουσης, λοιπόν, η μπαταρία NDB είναι ασφαλής, ίσως και ασφαλέστερη από μια μπαταρία λιθίου που δύναται να αυτο-αναφλεγεί.

Στη συνέχεια, πολλαπλές “στρώσεις” νανο-διαμαντιών τοποθετούνται η μια πάνω στην άλλη και συνδέονται με ένα μικρό κύκλωμα/πλακέτα και έναν supercapacitor για τη συλλογή, αποθήκευση και διανομή της παραγόμενης ενέργειας. Όλο αυτό το “πακέτο” θα είναι η τελική μπαταρία, που θα μπορεί να έχει οποιαδήποτε συμβατική μορφή, όπως ΑΑ, ΑΑΑ, 18650 (χρησιμοποιείται στα πατίνια/ποδήλατα), A123 (χρησιμοποιείται στα αυτοκίνητα) κ.λπ. Θεωρητικά, λοιπόν, ακόμα και ένα παλιότερο μοντέλο θα μπορεί να γίνει “retro-fitted” με μια NDB μπαταρία.

Φθηνές, ασφαλείς και “πανίσχυρες”

Και συνεχίζουμε με τις σχεδόν απίστευτες “υποσχέσεις” της NDB. Μια τέτοια μπαταρία δε θα χρειάζεται επαναφόρτιση πρακτικά ποτέ, αφού διαρκώς θα μπορεί να “αυτο-επαναφορτίζεται” με ταχύτατο ρυθμό, πολύ ταχύτερα από το discharge rate, την κατανάλωση ενέργειας δηλαδή. Τα επίπεδα ακτινοβολίας που θα εκπέμπει θα είναι, σύμφωνα με την εταιρεία, μικρότερα από αυτά που εκπέμπει το ίδιο το ανθρώπινο σώμα. Και λόγω του πολύ μικρού μεγέθους τους θα μπορούν να χρησιμοποιούνται και στην Ιατρική, π.χ. για ισόβια τροφοδοσία ενός βηματοδότη.

Επίσης, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε low-power εφαρμογές, για παράδειγμα σε αισθητήρες ενός διαστημικού σκάφους, με διάρκεια ζωής έως και 28.000 χρόνια.

Για να αντιληφθούμε τις δυνατότητές τους, ο Neel Naicker της NBD, δήλωσε πως μια NDB μπαταρία με μέγεθος όσο μια μπαταρία iPhone, θα μπορεί να “επαναφορτίζει” το κινητό, από το 0 στο 100%, έως 5 φορές μέσα σε 60′! Σε ένα ηλεκτρικό όχημα, θα μπορεί να αντέξει έως και 90 χρόνια. Άρα θα μπορεί να αφαιρείται από ένα παλιό όχημα και να τοποθετείται σε ένα νέο. Ενδιαφέρον concept που θα μπορούσε να συνδυαστεί ιδανικά με αυτό των hot-swappable μπαταριών της Nio, για τις οποίες γράψαμε πρόσφατα.

Σε περίπτωση “βλάβης” ενός στοιχείου της μπαταρίας, το υλικό θα μπορεί εύκολα να ανακυκλώνεται ώστε να δημιουργείται μια νέα μπαταρία. Και στο τέλος της ζωής της, το μόνο θα αφήνει πίσω θα είναι “άκακα υποπροϊόντα”.

Και πως ακριβώς μια τέτοια, “θαυματουργή” μπαταρία μπορεί να κοστίζει λιγότερο από μια Li-Ion; Απλά διότι οι παραγωγοί πυρηνικής ενέργειας, αυτή τη στιγμή, πληρώνουν για να “ξεφορτωθούν” τα πυρηνικά απόβλητα. Άρα, η πρώτη ύλη για τις μπαταρίας της NDB θα έχει… αρνητικό κόστος για την εταιρεία.

Τα αποθέματα πυρηνικών αποβλήτων είναι υπερ-αρκετά για παραγωγή NDB μπαταριών στην παρούσα φάση. Ακόμη κι αν δεν έφταναν, όμως, η εταιρεία υποστηρίζει πως μπορεί να δημιουργήσει απλά και σχετικά οικονομικά τα δικά της carbon-14 διαμάντια.

Και… πότε θα το δούμε στην πράξη;

Η NDB έχει ήδη ολοκληρώσει το “proof of concept” των μπαταριών της. Δηλώνει έτοιμη για την παραγωγή του πρώτου prototype για εμπορική χρήση, σε λίγους μήνες. Μέσα στα επόμενα 2 χρόνια φιλοδοξεί να λανσάρει μια low-power εκδοχή και μέσα στα επόμενα 5 χρόνια, την αντίστοιχη high-power. Φυσικά, είναι στη διαδικασία κατοχύρωσης για όλες τις απαραίτητες πατέντες (τεχνολογίας και μεθόδου κατασκευής).

Είναι εύκολα αντιληπτό πως αν οι πυρηνικές μπαταρίες της NDB επιτύχουν έστω τα μισά από όσα υπόσχονται, πρόκειται για μια ενεργειακή επανάσταση που θα αλλάξει ολόκληρο τον κόσμο. Ακόμα και ολόκληρα σπίτια θα μπορούν να τροφοδοτούνται με ενέργεια χωρίς να συνδέονται με το δίκτυο ρεύματος, με μια μπαταρία μεγέθους ενός τραπεζιού, για παράδειγμα.

Τα αυτοκίνητά μας δε θα χρειάζονται ποτέ φόρτιση, όπως και τα κινητά ή τα laptops μας. Βέβαια, το οτι βασίζεται στην πυρηνική ενέργεια, ίσως αποτελέσει τροχοπέδη για την πρόοδο της τεχνολογίας και των προϊόντων αυτών. Αλλά αν είναι όντως ακίνδυνα και με τέτοιες “επιδόσεις”, ποιος δε θα τα ήθελε;

Πηγή: NewAtlas