Том Скотт вместе с командой ученых-материаловедов, физиков и химиков разрабатывает батарею следующего поколения, которая будет работать на выращенных в лаборатории алмазах из ядерных отходов. Исследование было вдохновлено вулканическим роботом, который приземлился возле кратера вулкана Стромболи в 2018 году. Робот работал на атомной энергии благодаря батарее размером с шоколадный кубик.
В отличие от большинства современных батарей, вырабатывающих электричество в результате химических реакций, батарея, над которой работает команда Скотта, собирает частицы, выброшенные радиоактивными алмазами. Хотя батарея размером с гвоздь все еще находится на стадии прототипа, было отмечено, что она демонстрирует улучшения в производительности и мощности по сравнению с существующими ядерными батареями.
Скотт и химик Нил Фокс основали компанию под названием Arkenlight с целью коммерциализации своего изобретения. После того, как прототип будет завершен, Arkenlight создаст пилотную установку для массового производства батарей по новой технологии. К 2024 году компания планирует запустить первые ядерные батареи.
«Сможем ли мы запитать электромобиль?» Ответ – нет. По словам Моргана Бордмана, генерального директора Arkenlight, для питания такого энергоемкого устройства вес аккумулятора должен быть намного больше, чем вес автомобиля.
Где прорыв?
Бриллиантовые аккумуляторы не станут революцией на рынке смартфонов или ноутбуков. Обычно известные батареи, такие как литий-ионные элементы в смартфоне или щелочные батареи в пульте дистанционного управления, отлично разряжают большое количество энергии за короткое время. Литий-ионный аккумулятор может проработать без подзарядки всего несколько часов и через несколько лет потеряет значительную часть своей емкости.
Напротив, ядерные батареи или бета-гальванические элементы предназначены для выработки небольшого количества энергии в течение длительного периода времени. Таким образом, они не будут вырабатывать достаточно энергии для питания смартфона, но в зависимости от используемого ядерного материала они могут обеспечить постоянный поток электричества к небольшим устройствам в течение тысяч лет.
Поэтому компания ищет применение своему изобретению там, где регулярная замена батарей затруднена или опасна. Как датчики в хранилищах ядерных отходов или на спутниках.
Бордман также видит приложения ближе к дому, такие как использование запатентованных ядерных батарей для кардиостимуляторов. Он предвидит будущее, в котором люди будут хранить батареи и заменять устройства, а не наоборот.
Радиоактивные отходы в гостиной
Многие люди отговариваются от проекта Arkenlight из-за того, что у них дома есть кусок радиоактивных отходов. Но риски для здоровья, связанные с бетавольтаикой, сопоставимы с опасностями для здоровья предупреждающих знаков, которые используют радиоактивный материал, называемый тритием, для создания характерного красного свечения.
В отличие от гамма-лучей или других более опасных типов излучения, бета-частицы могут улавливаться всего лишь несколькими миллиметрами экрана.
«Обычно батарейного отсека достаточно, чтобы остановить любые выбросы». По словам Ланса Хаббарда, материаловеда из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, не имеющего отношения к Arkenlight, внутреннее пространство вообще не радиоактивно, что делает его очень безопасным для человека. Когда батарея разряжается, она распадается до устойчивого состояния, что означает отсутствие ядерных отходов.
Arkenlight сообщает, что батарея будет дорабатываться в течение нескольких лет в лаборатории, прежде чем она будет готова к коммерческому использованию. Но технология уже привлекает внимание космической и атомной промышленности. Бордман говорит, что Arkenlight недавно получила контракт от Европейского космического агентства на разработку алмазных батарей для специальных датчиков, которые будут излучать слабый радиосигнал, используемый для идентификации спутника в течение тысяч лет.
Arkenlight также находится в процессе разработки гамма-ячеек, которые будут поглощать гамма-лучи, испускаемые свалками ядерных отходов, и использовать их для выработки электроэнергии.
Arkenlight – не единственная группа, занимающаяся ядерными батареями. Американские компании, такие как City Lab и Widetronix, десятилетиями разрабатывают коммерческие бетавольтаические элементы.
