باتری ابدی؛ تحولی در انرژی پایدار
نخستین باتری الماسی هسته‌ای جهان از کربن-۱۴ استفاده می‌کند که دارای نیمه‌عمر ۵۷۰۰ سال برای دستگاه‌های برقی است.
به گزارش سرویس اخبار علم و فناوری در لحظه، دانشمندان می‌گویند نخستین باتری الماسی-هسته‌ای جهان که از یک ایزوتوپ رادیواکتیو تعبیه‌شده در یک الماس استفاده می‌کند، می‌تواند برق دستگاه‌های کوچک را به مدت هزاران سال تأمین کند.
دانشمندان دانشگاه بریستول ایالات متحده آمریکا در بیانیه‌ی در روز ۴ دسامبر توضیح دادند که باتری هسته‌ای از واکنش یک الماس که نزدیک یک منبع رادیواکتیو قرار داده شده، برای تولید خودبخود برق استفاده می‌کند. هیچ حرکتی (نه خطی، نه چرخشی) لازم نیست، یعنی به هیچ انرژی برای جابجایی یک آهنربا از طریق سیم‌پیچ یا چرخاندن آرماتور درون یک میدان مغناطیسی برای تولید جریان الکتریکی لازم نیست؛ چیزی که در منابع انرژی معمولی لازم است.
دانشمندان می‌گویند باتری الماسی، الکترون‌هایی که حرکت سریع دارند و از تابش به جنبش درآمده‌اند را درو می‌کند، شبیه نحوه استفاده انرژی خورشیدی از سلول‌های فتوولتائیک برای تبدیل فوتون‌ها به برق.
دانشمندان همان دانشگاه برای نخستین بار باتری الماسی نمونه اولیه که از نیکل-۶۳ به عنوان منبع رادیواکتیو استفاده می‌کند را سال ۲۰۱۷ معرفی کردند. در پروژه جدید، این تیم یک باتری را با ایزوتوپ‌های رادیواکتیو کربن-۱۴ تعبیه‌شده در الماس‌های مصنوعی، ساخته است.
محققان کربن -۱۴ را به عنوان ماده منبع انتخاب کردند زیرا این ماده تابش نزدیک‌برد ساطع می‌کند که به سرعت توسط هر ماده جامدی جذب می‌شود، یعنی هیچ نگرانی درباره آسیب از اشعه وجود ندارد. خوردن یا لمس کربن-۱۴ با دست برهنه خطرناک است، اما الماسی که آن را در خود دارد، مانع فرار تشعشعات نزدیک‌برد می‌شود.
نیل فاکس، استاد مواد دانشگاه بریستول، گفته: «الماس سخت‌ترین ماده‌ی شناخته‌شده برای انسان است، یعنی چیزی وجود ندارد که بتوانیم از آن برای محافظت بیشتر استفاده کنیم.»
کربن ۱۴ به طور طبیعی رخ می‌دهد، اما در مقادیر فراوان در بلوک‌های گرافیتی تولید می‌شود که از آن‌ها برای کنترل نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود. محققان ایزوتایپ متمرکز روی سطح این بلوک‌ها را یافتند.
یک باتری الماسی-هسته‌ای حاوی ۱ گرم کربن-۱۴ می‌تواند ۱۵ ژول برق در روز تحویل دهد. برای مقایسه، یک باتری استاندارد قلیایی AA که وزن آن حدود ۲۰ گرم است، رتبه‌ی ذخیره انرژی ۷۰۰ ژول در هر گرم دارد و قدرتش بیشتر از باتری الماسی هسته‌ای در کوتاه مدت است، اما طی ۲۴ ساعت خالی می‌شود.
در مقابل، نیمه‌عمر کربن-۱۴، ۵۷۳۰ سال است، یعنی این مقدار سال طول می‌کشد تا ۵۰٪ قدرت باتری کاهش یابد؛ نزدیک به قدمت قدیمی‌ترین تمدن جهان. برای مقایسه، یک فضاپیما که از یک باتری الماس کربن-۱۴ استفاده می‌کند، به آلفا قنطورس می‌رسد (نزدیکترین همسایه ستاره‌ای ما که حدود ۴.۴ سال نوری از زمین فاصله دارد)، مدت‌ها پیش از اینکه نیروی آن به طور قابل‌توجهی خالی شود.
دانشمندان می‌گویند این باتری می‌تواند کاربردهای مختلفی در حوزه‌های الکترونیک، وسایل پزشکی و مسافرت فضایی داشته باشد. کاربردهای خاص آن شامل دستگاه‌های اشعه ایکس و وسایل پزشکی می‌شود که برای مدت طولانی نیاز به کار دارند اما به قدرت کم نیاز دارند، مانند ضربان‌ساز و دستگاه‌هایی که در محیط‌های دشوار و خطرناک کار می‌کنند، مانند ماشین‌آلات نفت و گاز در بستر دریا. این باتری را می‌توان به اندازه کافی کوچک ساخت تا بتواند نیروی برچسب‌های فرکانس رادیویی را برای شناسایی و ردیابی دستگاه‌ها و بارهای موجود در زمین یا فضا تأمین کند.
در ضمن این باتری هیچ قطعه‌ی متحرکی ندارد، بنابراین نه نیازی به نگهداری دارد و نه هیچ گونه انتشار کربنی دارد.
منبع: فرادید