Batterijen. Het eeuwige probleem van elektronische apparaten, of het nu mobiele telefoons, auto's of ... zelfs de bediening van de televisie thuis zijn (maar niet verder op de knoppen drukken). Maar misschien is het niet zo'n "eeuwig" probleem als dat...
Onderzoekers van de Universiteit van Bristol in Engeland hebben een manier gevonden om duizenden tonnen kernafval om te zetten in diamantbatterijen. Deze batterijen kunnen meer dan 10.000 jaar elektrische stroom opwekken zonder dat ze opnieuw hoeven te worden opgeladen.
Maar om dit nieuwe proces beter te begrijpen, het is de moeite waard om enkele regels te wijden aan de manier waarop we momenteel elektriciteit produceren.
Momenteel hebben alle processen die worden gebruikt om elektriciteit op te wekken een energiebron nodig, die wordt gebruikt om een magneet (spoel) te laten draaien en stroom op te wekken. Zo werken bijvoorbeeld waterkrachtcentrales (dammen), windmolens, thermo-elektrische centrales of kerncentrales.
Wat in het geval van windenergie de wieken doet draaien en dus de spoel, is de wind. In thermo-elektrische en kerncentrales is het waterdamp onder hoge druk, verwarmd door de verbranding van verschillende stoffen of door de temperatuur van uranium, waardoor de spoel stroom genereert. Al deze middelen hebben voor- en nadelen.
Bij dammen vindt de impact plaats op het niveau van de lokale fauna en flora. Andere vormen genereren afval (kerncentrales) of stoten verontreinigende stoffen uit in de atmosfeer (kolengestookte thermo-elektrische centrales, enz.).
Het geheim van diamantbatterijen
In tegenstelling tot de vorige voorbeelden, hebben diamantbatterijen geen kinetische energie nodig om elektrische stroom te genereren. Wanneer radioactief materiaal in diamant wordt omgezet, wekt het automatisch een elektrische stroom op.
Tom Scott, hoogleraar materialen aan de Universiteit van BristolEr zijn geen bewegende delen betrokken bij diamantbatterijen, geen uitstoot van vervuilende stoffen en geen onderhoud
Diamantbatterijen worden gemaakt van koolstof-14, dat later wordt omgezet in een synthetische diamant. Zoals u weet, is de grondstof voor diamant koolstof, gewoon koolstof.
Een ander voordeel van het gebruik van koolstof-14 is dat dit materiaal een residu is van de grafietblokken die worden gebruikt om reacties in de kernen van kerncentrales te beheersen. Deze blokken zijn na gebruik radioactief afval zonder enig nut. Dusver…
Een “schone” toekomst voor kernafval
Dankzij deze technologie is het mogelijk om de financiële, ecologische en logistieke nachtmerrie van radioactief afval een nieuwe invulling te geven.
Bovendien is de korte-afstandsstraling van Carbon-14 eenvoudiger te beheersen en gemakkelijker te absorberen door andere materialen zoals diamanten.
En om stralingsgevaar te voorkomen, ontwikkelen onderzoekers een coating met hoge weerstand die de straling kan bevatten. Het straalt minder straling uit dan een banaan, maar hier gaan we ...
Wat is het energiepotentieel van diamantbatterijen?
Meer dan je je voorstelt. Een batterij met 1 gram koolstof-14 zou 5730 jaar nodig hebben om voor 50% opgeladen te zijn. Min of meer hetzelfde als mijn mobiele telefoon... of niet!
Ter vergelijking: een batterij met 1 gram koolstof-14 zou dagelijks 15 joule kunnen genereren. Een AA-stapel van 20 gram materiaal kan tot 700 joule per gram bevatten, maar zou binnen 24 uur continu gebruik zijn opgebruikt.
Rekening houdend met het feit dat het mogelijk is om een batterij te maken met meer dan 1 gram koolstof-14, kunnen we in de toekomst een bijna "eeuwige" batterij hebben, of in ieder geval met een nuttige levensduur die veel langer is dan die van een mensenleven.
Het is veilig?
Blijkbaar is de straling van deze batterijen zo sterk als een… banaan. Ja, een banaan. Bekijk de video (minuut 3:30):
Volgens de Universiteit van Bristol: "Deze batterijen kunnen worden gebruikt in situaties waarin het niet mogelijk is om een conventionele batterij op te laden of te vervangen. Een van de meest voor de hand liggende voorbeelden zijn de pacemakers van hartpatiënten, de batterijen van satellieten of ruimtevaartuigen. Wellicht speelt het in de auto-industrie ook een rol.
Deze groep onderzoekers is van mening dat er nog een lange weg te gaan is, maar het potentieel van deze technologie is realiteit. Als je me nu wilt excuseren, ik zal de telefoon opladen...