Znanost
10340 prikaza

Dijamantne baterije: Davat će struju 5730 godina!

Dijamanti
Pixabay
Osnovna sirovina za njihovu proizvodnju bit će nuklearni otpad iz elektrana

One su danas još uvijek u domeni teorijskog koncepta, ali je već sada jasno da bi im bilo potrebno čak 5730 godina upotrebe da im se snaga smanji na 50 posto početne. Riječ je o dijamantnim baterijama načinjenima od ugljika-14, zapravo od isluženog grafita iz nuklearnih reaktora koji je tijekom upotrebe postao radioaktivan. Još preciznije, riječ bi bila o umjetnom dijamantu koji bi se proizvodio iz nuklearnog otpada.

Dijamanti Još vredniji Znanost Najveći dijamanti nastaju u rastaljenom metalu duboko u Zemlji

Izraz dijamantna baterija prvi je prije točno jedne godine skovao profesor Tom Scott sa Sveučilišta u Bristolu, na mjestu gdje su znanstvenici izradili i prvi prototip. Umjesto da se odmah od početka zafrkavaju s ugljikom-14 (C-14), oni su koristili izotop nikla, nikal-63, koji su strpali u "sendvič" između dva sloja pravog, neradioaktivnog, ali umjetno napravljenog dijamanta.

Ono što su dobili bio je članak koji je davao napon od 1,9 V, koji je u prvih nešto više od 5000 godina bio u stanju otpustiti energiju od 15,8 MJ, odnosno ukupno 4,4 kWh. A sve to unutar uređaja jedan centimetar širokog i dugačkog, te pola milimetra debelog. Sasvim pristojne performanse i malo je reći zadovoljavajuća trajnost pouzdanog izvora slabe električne energije.

Doživotna baterija za nekoga s pejsmejkerom ili slikovito rečeno "vječna" baterija za napajanje nekih kritično važnih sustava diljem svijeta koji naprosto ne smiju ostati bez napona, sve to odjednom se počelo činiti kao krajnje tričav tehnološki zadatak uz ovakve baterije. Samo, koliko je takvo što doista realno za očekivati da se ostvari?

Naravno da to ne bi bilo rješenje za imalo bitniji dio nuklearnog otpada iz elektrana diljem svijeta. Jasno je i to da C-14, ugljik koji u sebi ima 6 protona i 8 neutrona, sam po sebi nije u normalnim okolnostima u okolišu nikakav problem. Jedan takav atom nalazi se prirodno na 1000 milijardi normalnih ugljikovih atoma, te se C-14 koristi u arheologiji za određivanje starosti predmeta do 60.000 godina, jer mu je vrijeme poluraspada 5370 godina.

A onda je znanstvenicima palo na pamet sljedeće; iz grafita koji je direktno u jezgri nuklearnog reaktora odslužio svoje i u kojem se nakupilo C-14 u velikim količinama, radioaktivnost su izvukli zagrijavanjem na zbilja visokim temperaturama i prikupljanjem radioaktivnog plina koji se oslobodio. Potom su taj plin podvrgnuli postupku kojim se inače u industriji ili u kemijskim laboratorijima proizvode umjetni dijamanti. Taj dio još uvijek nije ni po čemu revolucionaran.

Već godinama se njime mogu proizvoditi i nanokristali dijamanta i dijamant u ultra-tankom filmu i dijamanti koji se mogu koristiti baš i kao nakit, ako je netko baš zapeo. Revolucionarno je međutim bilo to što je ispalo da pri doticaju radioaktivnog dijamanta C-14 s neradioaktivnim dijamantom C-12 dolazi do slabašnog napona. Običan dijamant je inače jako sklon provoditi električnu energiju, C-14 raspada se relativno sporo, a usto optočen običnim umjetnim dijamantom sa svih strana njegova radioaktivnost ne prodire vani.

Dijamanti A nije ZF Znanost Totalno ludilo: Na Marsu pada snijeg, na Uranu dijamanti

Ono što bi vani izlazilo, kroz elektrode, dakako, bilo bi 15 J energije dnevno, sasvim dovoljno za pejsmejker ili takvo što. Za početak. A nakon što bi se svladala tehnologija industrijske proizvodnje dijamantnih baterija, tko zna gdje bi bio kraj toj priči, jer, primjerice, samo SAD u proteklih 40 godina proizveo je u svojim nuklearnim elektranama čak 84.250 tona nuklearnog otpada u obliku radioaktivnog grafita, odnosno C-14.

Komentiraj, znaš da želiš!

Za komentiranje je potrebno prijaviti se. Nemaš korisnički račun? Registracija je brza i jednostavna, registriraj se i uključi se u raspravu.