Rewolucja energetyczna na horyzoncie? Koreański prototyp baterii nuklearnej działa przez tysiące lat

Nowoczesne technologie nieustannie zmieniają nasze życie, ale rzadko która ma potencjał wywołać prawdziwą rewolucję. Tymczasem naukowcy z Korei Południowej stworzyli coś, co może odmienić sposób, w jaki postrzegamy magazynowanie energii. Prototyp baterii nuklearnej oparty na radioaktywnym izotopie węgla C-14 może pracować przez... tysiące lat. I co najważniejsze – twórcy zapewniają, że jest całkowicie bezpieczny.

Jak działa nuklearna bateria

W centrum nowej technologii opracowanej przez Daegu Gyeongbuk Institute of Science znajduje się technologia betawoltaiczna, czyli system konwersji energii promieniowania beta w energię elektryczną. Kluczowym składnikiem jest izotop węgla C-14, który powstaje jako produkt uboczny w elektrowniach jądrowych. To rozwiązanie nie tylko wykorzystuje istniejące odpady promieniotwórcze, ale także obniża koszty produkcji ogniw.

 

Promieniowanie beta emitowane przez izotop można łatwo zatrzymać – wystarczy cienka warstwa aluminium. To sprawia, że bateria nie stanowi zagrożenia dla ludzi ani środowiska. Z technicznego punktu widzenia, rozwiązanie to jest bezpieczniejsze niż może się wydawać, zwłaszcza że cząstki beta naturalnie występują również w naszych organizmach.

Tysiące lat pracy, mikroskopijna moc

Czym wyróżnia się ten prototyp? Przede wszystkim – żywotnością. Okres półrozpadu węgla C-14 wynosi 5730 lat, co oznacza, że bateria mogłaby działać przez niemal sześć tysięcy lat, zachowując połowę swojej początkowej wydajności. W praktyce oznacza to brak konieczności ładowania lub wymiany przez wiele pokoleń.

 

Obecnie osiągana gęstość mocy to 20,75 nanowata na centymetr kwadratowy. Nie jest to wartość powalająca – do zasilenia prostego kalkulatora potrzeba aż 240 takich ogniw – jednak naukowcy optymistycznie podchodzą do dalszego rozwoju projektu.

Zastosowanie izotopu w obu elektrodach – anodzie i katodzie – pozwoliło zwiększyć efektywność konwersji energii z 0,48 do 2,86 procent. To wciąż niewiele w porównaniu do standardowych baterii litowo-jonowych, ale jak na technologię betawoltaiczną to krok milowy.

Od rozruszników serca po satelity

Technologia nuklearnych baterii nie jest nowa. Pierwsze tego typu źródła energii powstały w latach 50. XX wieku. W 1954 roku w USA skonstruowano baterię wykorzystującą stront Sr-90. Kolejne dekady przyniosły rozwój generatorów termoelektrycznych RTG z plutonem Pu-238, które zasilały m.in. satelity, sondy kosmiczne oraz urządzenia wojskowe.

 

Nowy prototyp z Korei Południowej może otworzyć drzwi do powszechnego zastosowania tej technologii. Idealnie sprawdzi się w sprzętach medycznych, takich jak rozruszniki serca, w systemach czujników czy nawet w mobilnej elektronice. Co więcej, eliminacja konieczności ładowania urządzeń elektronicznych może zupełnie zmienić sposób ich projektowania.

 

Dodatkową zaletą jest ograniczenie użycia metali rzadkich, takich jak lit, który wykorzystywany jest w produkcji klasycznych akumulatorów. Oznacza to potencjalnie niższy ślad środowiskowy oraz mniejsze obciążenie dla zasobów naturalnych.

Co dalej z koreańską baterią?

Zespół badawczy nie zamierza spocząć na laurach. Kolejne etapy projektu mają obejmować optymalizację kształtu emitera promieniowania oraz rozwój nowych, bardziej efektywnych materiałów absorbujących. Naukowcy chcą również zmniejszyć rozmiar ogniw, tak aby możliwe było ich umieszczanie w urządzeniach o wielkości palca.

 

Choć przed nimi jeszcze długa droga, już teraz ich praca przyciągnęła uwagę międzynarodowej społeczności naukowej. Oficjalna prezentacja technologii odbędzie się na konferencji American Chemical Society – jednej z najważniejszych imprez naukowych poświęconych chemii i innowacjom technologicznym.

Przyszłość bez ładowarek?

Koncepcja baterii, która działa nieprzerwanie przez tysiące lat, może brzmieć jak science fiction, ale dzięki pracy koreańskich naukowców staje się rzeczywistością. Jeśli uda się zwiększyć gęstość mocy oraz zmniejszyć koszt produkcji, tego typu ogniwa mogą w przyszłości zasilać nie tylko małe urządzenia, ale również większe systemy, gdzie niezawodność i trwałość są kluczowe.

 

Nuklearna energia, wykorzystywana w sposób kontrolowany i bezpieczny, może stać się filarem zrównoważonego rozwoju technologicznego. W czasach, gdy świat zmaga się z kryzysem energetycznym i problemem utylizacji baterii litowych, rozwiązania takie jak to z Korei mogą odegrać kluczową rolę.