ابتكار ثوري.. بطارية نووية صغيرة تعمل طوال الحياة بدون شحن
كشف فريق من العلماء عن ابتكار جديد لـ بطارية نووية صغيرة يمكن أن تعمل بأمان لعدة عقود، وربما طوال حياة المستخدم، دون الحاجة إلى إعادة شحنها.
ويعتقد الباحثون أن هذه البطارية، المدعومة من شكل مشع من الكربون، قد توفر حلا مستداما وطويل الأمد للأجهزة الطبية، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب، التي يمكن أن تعمل طوال حياة الشخص دون الحاجة إلى استبدال البطارية بشكل دوري عبر جراحة.
ومع ذلك، أشار العلماء إلى أن هذه البطاريات بحاجة إلى تحسينات إضافية لزيادة كفاءتها في تحويل الطاقة، وهو أمر ضروري لجعلها خيارا عمليا في تطبيقات أوسع.
البطاريات الحالية
في الوقت الراهن، تعتمد الهواتف المحمولة والأجهزة المحمولة الأخرى على بطاريات الليثيوم أيون، التي تستمر عادة من ساعات إلى أيام فقط بين الشحنات، كما أن هذه البطاريات تتدهور مع مرور الوقت، مما يتطلب شحنها بشكل متكرر.
بالإضافة إلى ذلك، يسبب التعدين لاستخراج الليثيوم تأثيرات بيئية سلبية نظرا لكونه عملية كثيفة الطاقة وتستهلك كميات كبيرة من المياه، لتجاوز هذه القيود، بدأ الباحثون في استكشاف تطوير بطاريات نووية آمنة تتيح عمرا أطول بدون الحاجة إلى الشحن المتكرر.
الابتكار في البطاريات النووية
وقال الدكتور سو-إيل، الباحث في معهد Daegu Gyeongbuk للعلوم والتكنولوجيا في كوريا الجنوبية، والذي قاد الدراسة: "إن أداء بطاريات الليثيوم أيون قد وصل إلى حدود إمكانياتها".
لذلك، بدأ الباحثون في تطوير نوع جديد من البطاريات التي تستخدم الطاقة المنبعثة من المواد المشعة، والتي يمكن أن تولد الطاقة بشكل مستمر دون الحاجة إلى إعادة شحن.
تستفيد هذه البطاريات من الجسيمات عالية الطاقة مثل الإلكترونات التي تنبعث من المواد المشعة، حيث يمكن حجب الإشعاعات الضارة باستخدام مواد خاصة، مثل ورقة رقيقة من الألومنيوم، مما يجعلها خيارا آمنا.
تفاصيل البطارية النموذجية
في الدراسة الحديثة، التي تم تقديمها في اجتماع للجمعية الكيميائية الأمريكية، عرض العلماء نموذجا لبطارية "بيتا فولتيك" تعتمد على الكربون-14، يشير الباحثون إلى أن هذا الشكل المشع من الكربون ينتج أشعة بيتا فقط، التي يمكن حمايتها بسهولة من خلال أوراق معدنية، مما يضمن أمان استخدام هذه البطاريات.
وفي النظام الكهربائي للبطارية، تضرب الإلكترونات من الكربون المشع أشباه الموصلات المعتمدة على ثاني أكسيد التيتانيوم، مما يؤدي إلى نقل الإلكترونات عبر الدائرة الكهربائية لتوليد كهرباء قابلة للاستخدام.
ونظرا لأن الكربون المشع يتحلل ببطء شديد، يمكن أن تستمر البطارية طوال حياة المستخدم، وهو ما يجعلها خيارا مثاليا في الأجهزة التي تتطلب طاقة مستمرة لفترات طويلة.
