Cercetătorii au proiectat o baterie care funcționează cu deșeuri atomice

Cercetătorii au dezvoltat o baterie care funcționează cu deșeuri atomice. Aceasta este capabilă să convertească energia nucleară în electricitate prin emisie de lumină.

Centralele nucleare, care generează aproximativ 20% din electricitatea produsă în Statele Unite, emit foarte puține gaze cu efect de seră. Totuși, aceste sisteme produc deșeuri radioactive, care pot fi periculoase pentru sănătatea umană și mediu, iar eliminarea lor în siguranță reprezintă o provocare.

• Astronomii au descoperit un sistem binar rar în care o stea orbitează în interiorul altei stele
• Un experiment pare să confirme un efect prezis acum 66 de ani

Folosind o combinație de cristale scintilatoare (materiale de mare densitate care emit lumină atunci când absorb radiații) și celule solare, echipa condusă de cercetători de la Universitatea de Stat din Ohio (SUA) a demonstrat că radiațiile gamma din mediul înconjurător pot fi colectate pentru a genera suficientă energie electrică pentru a alimenta microelectronice, precum microcipurile.

Pentru a testa această baterie care funcționează cu deșeuri atomice, un prototip de aproximativ 4 centimetri cubi, cercetătorii au utilizat două surse radioactive diferite: cesiu-137 și cobalt-60, printre cei mai importanți produși de fisiune proveniți din combustibilul nuclear uzat. Testele au fost realizate la Laboratorul Reactorului Nuclear al Universității de Stat din Ohio, care sprijină cercetarea academică și colaborările industriale, dar nu produce energie electrică.

Oamenii de știință au creat o baterie care funcționează cu deșeuri atomice

Rezultatele au arătat că, atunci când a fost utilizat cesiu-137, bateria a generat 288 de nanowați. În schimb, cu izotopul mult mai puternic cobalt-60, bateria a produs 1,5 microwați, suficient pentru a activa un senzor de mici dimensiuni, notează Tech Xplore.

Deși majoritatea surselor de energie utilizate pentru locuințe și dispozitive electronice sunt măsurate în kilowați, acest studiu sugerează că, având o sursă de energie adecvată, astfel de dispozitive ar putea fi scalate pentru a atinge nivelul necesar de wați sau chiar mai mult, a explicat Raymond Cao, autor principal al studiului și profesor de inginerie mecanică și aerospațială la Universitatea de Stat din Ohio.

Studiul a fost publicat recent în revista Optical Materials: X.

Unde ar putea fi utile aceste baterii?

Cercetătorii afirmă că aceste baterii ar putea fi utilizate în apropierea zonelor unde sunt produse deșeurile nucleare, cum ar fi în bazinele de depozitare a acestora sau în sistemele nucleare pentru explorarea spațială și subacvatică, nefiind destinate uzului public. Cu toate acestea, deși radiația gamma utilizată în acest proces este de aproximativ o sută de ori mai penetrantă decât o radiografie obișnuită sau o scanare CT, bateria în sine nu conține materiale radioactive, ceea ce o face sigură la atingere.

„Recuperăm ceva considerat deșeu și, prin inovație, încercăm să-l transformăm într-o resursă valoroasă”, a declarat Cao, care este și directorul Laboratorului Reactorului Nuclear al Universității de Stat din Ohio.

Conform studiului, prototipul bateriei ar fi putut beneficia de un surplus de energie datorită compoziției cristalului scintilator utilizat. Cercetătorii au descoperit că forma și dimensiunea cristalelor influențează producția finală de electricitate, un volum mai mare permite absorbția unei cantități mai mari de radiații, convertind astfel mai multă energie în lumină, iar o suprafață extinsă ajută celula solară să genereze mai multă energie electrică.

Această baterie care funcționează cu deșeuri atomice ar putea funcționa pe termen lung, fără să polueze

„Aceste rezultate reprezintă un progres remarcabil în ceea ce privește producția de energie. Acest proces în două etape se află încă în faza preliminară, însă următorul pas este generarea unei puteri mai mari prin scalare”, a afirmat Ibrahim Oksuz, coautor al studiului și cercetător asociat în inginerie mecanică și aerospațială la Universitatea de Stat din Ohio.

Deoarece aceste baterii vor fi utilizate în medii cu niveluri ridicate de radiații, inaccesibile publicului larg, ele ar putea funcționa pe termen lung fără a polua mediul înconjurător. Mai mult, nu ar necesita întreținere frecventă.

Cao a subliniat că extinderea acestei tehnologii ar putea fi costisitoare, cu excepția cazului în care producerea acestor baterii devine fiabilă. Cercetări suplimentare sunt necesare pentru a evalua durabilitatea și limitările acestora, inclusiv durata lor de funcționare în condiții sigure, a adăugat Oksuz.

„Conceptul de baterie nucleară este extrem de promițător. Există loc pentru îmbunătățiri, dar sunt convins că, în viitor, această tehnologie își va câștiga un loc important atât în producția de energie, cât și în industria senzorilor”, a concluzionat el.

Vă recomandăm să citiți și:

Inteligența Artificială a creat un microcip „extraterestru” pe care cercetătorii nu-l pot înțelege

Vom putea vreodată să folosim motoarele warp, propuse prima oară acum mai bine de 30 de ani?

Cel mai puternic laser cu raze X din lume ar putea rezolva unul dintre marile mistere ale Universului

Un decodor cerebral, bazat pe inteligență artificială, poate traduce gândurile în text