Naukowcy z Bristolu pracują nad “wiecznymi” bateriami.

Bateria wielkości paznokcia może zasilać w niedalekiej przyszłości małe urządzenia przez tysiąc lat. Jeśli oczywiście nie masz nic przeciwko temu, że bateria to w zasadzie odpad nuklearny. Nad takimi rozwiązaniami pracują naukowcy z Bristolu, którzy w tym celu powołali do życia spółkę Arkenlight.

Tom Scott i Neil Fox to główne nazwiska w Arkenlight. Zapowiadają, że produkcja masowa baterii, która gromadzi energię z cząsteczek wydalanych przez radioaktywne diamenty może ruszyć już w 2024 roku. Tego typu baterie mają za zadanie wytwarzanie niewielkich ilości energii przez bardzo długi czas, a więc nie nadają się (na razie?) do zasilania sprzętu takiego jak laptop czy smartfon. Byłyby jednak doskonałe do wykorzystania w różnego rodzaju czujnikach, czy satelitach.

Czy będziemy mogli zasilić auto elektryczne? Nie. Aby zasilić coś tak energochłonnego, masa akumulatora musiałaby być znacznie większa niż masa pojazdu.

– wyjaśnia dyrektor generalny Arkenlight, Morgan Boardman.

Bateria jądrowa zmienia energię powstającą podczas rozpadu promieniotwórczego w energię elektryczną. W baterii umieszczony jest izotop promieniotwórczy stanowiący jedną elektrodę oraz odizolowana próżnią lub dielektrykiem druga elektroda. Izotop podczas rozpadu emituje promieniowanie β, które jest wychwytywane przez przeciwległą elektrodę. Dzięki temu elektroda z radioizotopem uzyskuje ładunek elektryczny dodatni, a druga ładunek ujemny. Gromadzący się ładunek wywołuje różnicę potencjałów pomiędzy elektrodami (czyli napięcie elektryczne), która może wywołać przepływ prądu elektrycznego. Odmianą baterii jądorwej jest ogniwo betawoltaiczne. Zamiast elektrody zastosowana jest płytka półprzewodnikowa ze złączem p-n. Pierwiastek promieniotwórczy podczas rozpadu, emituje promieniowanie β, co powoduje wytworzenie się w półprzewodniku par dziura-elektron. Gromadzenie się tych par, wywołuje powstanie siły elektromotorycznej. Zasada działania jest podobna do działania baterii słonecznej, w której fotony światła widzialnego (a nie promieniowanie jonizujące) powodują powstanie par dziura-elektron.

Czy to bezpieczne?

Zwykle wystarcza obudowa baterii, aby zatrzymać wszelkie emisje. Wnętrze w ogóle nie jest radioaktywne, co czyni je bardzo bezpiecznymi dla ludzi. Kiedy taka bateria się wyczerpie, rozpada się do stanu stabilnego, co oznacza brak resztek odpadów nuklearnych – mówi Lance Hubbard z Pacific Northwest National Laboratory, naukowiec nie jest powiązany z Arkenlight.

Spółka Arkenlight uzyskała niedawno kontrakt z Europejską Agencją Kosmiczną na opracowanie baterii diamentowych do specjalnych czujników, które emitowałyby słaby sygnał radiowy służący do identyfikacji satelity przez tysiące lat. Firma jest również w trakcie opracowywania komórek gammawoltaicznych, które pochłaniałyby promienie gamma emitowane przez składowiska odpadów jądrowych i wykorzystywały je do wytwarzania energii elektrycznej.