21 اسفند 1403 ساعت 22:14
دانشمندان گفتند باتری جدیدی می‌سازند که با استفاده از نور خورشید، انرژی را از زباله هسته‌ای و مواد رادیواکتیو برداشت می‌کند.
برخلاف سوزاندن سوخت‌های فسیلی، نیروگاه‌های هسته‌ای مقدار بسیار کمی گازهای گلخانه‌ای منتشر می‌کنند. آن‌ها اکنون ایمن‌تر از هر زمان دیگری هستند و در حال حاضر حدود یک پنجم برق ایالات متحده را تولید می‌کنند. با این حال، نیروگاه‌های هسته‌ای زباله‌های خطرناکی تولید می‌کنند و دانشمندان همچنان به دنبال راه‌های موثری برای مدیریت این محصول جانبی خطرناک هستند. اما اگر بتوانیم کاری فراتر از ذخیره آن انجام دهیم چطور؟ مثلا چه می‌شود اگر بتوانیم از آن برای تولید انرژی بیشتر استفاده کنیم؟ با گجت نیوز همراه شوید تا به جدیدترین مفهوم در این زمینه بپردازیم.
با الهام از این ایده، پژوهشگران در اوهایو یک باتری کوچک را توسعه داده‌اند که از زباله هسته‌ای انرژی می‌گیرد. آن‌ها کریستال‌های سینتیلاتور (ماده‌ای که هنگام جذب تابش، نور منتشر می‌کند) را در معرض تابش گاما قرار دادند که از زباله هسته‌ای تولید می‌شود.
زباله هسته‌ای و تولید باتری بادوام
سپس نور این کریستال‌ها یک باتری خورشیدی را تغذیه کرد. این مطالعه که در ۲۹ ژانویه در ژورنال Optical Materials: X منتشر شد، نشان می‌دهد که از سطح پس زمینه‌ای تابش گاما می‌توانیم برای تامین انرژی دستگاه‌های الکترونیکی کوچک مانند میکروچیپ‌ها بهره بگیریم.
ریموند کائو، نویسنده اصلی این مطالعه و مدیر آزمایشگاه راکتور هسته‌ای دانشگاه ایالتی اوهایو، این موضوع را در بیانیه‌ای اعلام کرد:
ما چیزی را که به عنوان زباله در نظر گرفته می‌شود، برداشت کرده و به طور طبیعی سعی در تبدیل آن به یک گنج داریم.
این تیم نمونه اولیه باتری را با سزیم ۱۳۷ و کبالت ۶۰، که از محصولات جانبی رایج راکتورهای هسته‌ای هستند، آزمایش کرد. با استفاده از سزیم۱۳۷، این باتری ۲۸۸ نانو وات توان تولید کرد. در حالی که کبالت۶۰ توان ۱.۵ میکرو وات، کافی برای تامین انرژی یک حسگر کوچک ایجاد کرد.
این مقدار ممکن است یک موفقیت ناچیز به نظر برسد؛ زیرا یک لامپ LED استاندارد ۱۰ واتی به ۱۰ میلیون میکرو وات نیاز دارد. از طرفی کائو و همکارانش معتقدند که روش آن‌ها می‌تواند در مقیاسی بزرگ‌تر توسعه یابد تا فناوری‌هایی را در سطح وات (به جای میکرو وات) یا حتی بیشتر تامین کند. از چنین باتری‌هایی می‌توانند در محیط‌هایی که زباله هسته‌ای تولید می‌شود، مانند استخرهای ذخیره زباله هسته‌ای، استفاده کنند. این باتری‌ها پتانسیل طول عمر بالایی دارند و تقریبا به هیچ‌گونه تعمیر و نگهداری دوره‌ای نیاز پیدا نمی‌کنند.
مفهوم امیدوار کننده‌ای به نام باتری هسته‌ای
ابراهیم اوکزوز، یکی از نویسندگان این مطالعه و مهندس مکانیک و هوافضا در دانشگاه ایالتی اوهایو، گفت:
هنوز فضای زیادی برای بهبود وجود دارد، اما معتقدم که در آینده، این رویکرد جایگاه مهمی در هر دو صنعت تولید انرژی و حسگرها به دست خواهد آورد.
پژوهشگران همچنین اشاره کردند که ساختار کریستال‌های سینتیلاتور ممکن است بر میزان انرژی خروجی باتری تاثیر بگذارد. آن‌ها فرضیه دارند که کریستال‌های بزرگ‌تر تابش بیشتری جذب کرده و نور بیشتری منتشر می‌کنند. همچنین، یک باتری خورشیدی با سطح مقطع بزرگ‌تر می‌تواند نور بیشتری جذب کرده و در نتیجه انرژی بیشتری تولید کند.
ابراهیم اوکزوز توضیح داد:
این فرآیند دو مرحله‌ای هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد، اما گام بعدی شامل تولید توان بیشتر در مقیاس بزرگ‌تر خواهد بود.
در حال حاضر توسعه این فناوری در مقیاس بزرگ هزینه‌بر خواهد بود و تحقیقات بیشتری برای بهبود نتایج لازم است. با این حال، این مطالعه نشان می‌دهد که با نوآوری کافی، زباله یک فرد می‌تواند واقعا گنجینه فرد دیگری باشد؛ یا در این مورد، یک منبع انرژی!
source