یک باتری الماسی که با استفاده از زباله‌های هسته‌ای ساخته شده، می‌تواند هزاران سال بدون نیاز به شارژ کار کند. این فناوری چگونه آینده گجت‌ها را تغییر می‌دهد؟
دانشمندان با یک نوآوری شگفت‌انگیز موفق به ساخت نوعی باتری الماسی شده‌اند که می‌تواند بدون نیاز به حتی یک بار شارژ برای ۵۷۰۰ سال انرژی تولید کند. این دستاورد خارق‌العاده که از کربن-۱۴ موجود در زباله‌های هسته‌ای بهره می‌برد، می‌تواند آینده منابع تغذیه برای دستگاه‌های حساس و دور از دسترس را برای همیشه متحول کند و به رویای منبع انرژی تقریبا ابدی جامه عمل بپوشاند.
این فناوری حاصل همکاری محققان دانشگاه بریستول و سازمان انرژی اتمی بریتانیا (UKAEA) است. آن‌ها راهی برای استفاده مجدد از مواد رادیواکتیو و تبدیل آن‌ها به منابع انرژی با طول عمر بسیار بالا پیدا کرده‌اند. این رویکرد هوشمندانه نه تنها یک مشکل بزرگ در حوزه انرژی را حل می‌کند بلکه راهکاری پایدار برای مدیریت پسماندهای خطرناک هسته‌ای نیز ارائه می‌دهد.
یک باتری الماسی چگونه برای هزاران سال کار می‌کند؟
راز طول عمر این باتری در ایزوتوپ کربن-۱۴ نهفته است. این ماده نیمه عمری در حدود ۵۷۰۰ سال دارد. این یعنی پس از گذشت این مدت زمان طولانی، نیمی از انرژی رادیواکتیو آن همچنان باقی است و این فرآیند واپاشی برای هزاران سال دیگر نیز ادامه پیدا می‌کند. برخلاف باتری‌های معمولی که طی چند روز یا چند سال تخلیه می‌شوند این سلول قدرتمند می‌تواند برای قرن‌ها انرژی تولید کند.
برای ساخت این باتری، محققان کربن-۱۴ را از گرافیت باقی‌مانده در راکتورهای هسته‌ای استخراج می‌کنند. سپس این ماده رادیواکتیو را با فرآیندی به نام رسوب‌دهی شیمیایی فاز بخار، درون یک پوسته از الماس مصنوعی قرار می‌دهند. این پوسته الماسی که یکی از سخت‌ترین مواد شناخته‌شده در طبیعت است، تشعشعات را به طور کامل در خود محبوس کرده و اجازه خروج آن را نمی‌دهد. به این ترتیب ایمنی کامل باتری تضمین می‌شود.
عملکرد این باتری الماسی شبیه یک پنل خورشیدی است با این تفاوت که به جای جذب فوتون‌های نور، انرژی الکترون‌های پرسرعت آزاد شده از واپاشی کربن-۱۴ را جذب می‌کند. ساختار نیمه‌رسانای الماس، این الکترون‌ها را به جریان الکتریکی تبدیل می‌کند و یک منبع تغذیه پایدار و بسیار طولانی‌مدت را فراهم می‌سازد.
کاربردهای شگفت‌انگیز؛ از فضا تا تجهیزات پزشکی
شاید این باتری نتواند گوشی هوشمند یا خودروی برقی شما را شارژ کند اما جریان بسیار کم ولی دائمی آن برای کاربردهای حیاتی ایده‌آل است. یکی از مهم‌ترین موارد استفاده، تجهیزات پزشکی کاشتنی مانند ضربان‌ساز قلب (Pacemaker) یا سمعک‌ها است. با این فناوری، دیگر نیازی به جراحی‌های مکرر و پرخطر برای تعویض باتری نخواهد بود و بیمار می‌تواند یک عمر با خیال راحت زندگی کند.
در حوزه هوافضا، کاوشگرهایی که به اعماق فضا سفر می‌کنند از نور خورشید دور می‌شوند و پنل‌های خورشیدی کارایی خود را از دست می‌دهند. یک باتری الماسی می‌تواند ابزارهای علمی این کاوشگرها را برای ده‌ها یا صدها سال زنده نگه دارد. تصور کنید ماموریت‌های آینده به سیارات دوردست می‌توانند برای نسل‌ها به ارسال داده‌های ارزشمند ادامه دهند. همچنین سنسورهای نصب شده در مکان‌های دور از دسترس مانند اعماق اقیانوس یا مناطق قطبی برای پایش‌های زیست‌محیطی می‌توانند برای همیشه با این باتری‌ها کار کنند.
چالش‌های پیش رو و آینده این فناوری
با وجود پتانسیل بالای این فناوری، هنوز چالش‌هایی برای استفاده گسترده از آن وجود دارد. هزینه تولید الماس مصنوعی و همچنین فرآیندهای پیچیده کار با مواد رادیواکتیو، تولید انبوه آن را دشوار می‌کند. علاوه بر این، متقاعد کردن افکار عمومی برای پذیرش یک محصول با نام رادیواکتیو نیازمند شفاف‌سازی و اعتمادسازی است. کلمه هسته‌ای اغلب با ترس همراه است و سازندگان باید با ارائه داده‌های شفاف ثابت کنند که این فناوری کاملا امن است.
با این حال، محققان امیدوارند با همکاری‌های صنعتی، هزینه‌های تولید را کاهش دهند. اگر این فناوری به مقیاس تجاری برسد، می‌تواند انقلابی در زمینه مدیریت پسماند هسته‌ای و تامین انرژی پایدار برای دستگاه‌های کم‌مصرف و حیاتی ایجاد کند. این باتری‌ها تعریف ما از دوام و پایداری را تغییر خواهند داد.
source