Ядерні відходи, алмази та як вони можуть зробити революцію в акумуляторах для смартфонів

Наукова фантастика стала реальністю, оскільки ми носимо в кишенях телефони, які діють як маленькі комп’ютери. Проте, навіть у міру розвитку технологій, нас стримує джерело живлення, що лежить в основі цих технологій, обмежуючи переваги, які представляють ці пристрої. З моменту, коли ми вмикаємо пристрій, годинник цокає, оскільки батарея розряджається і втрачає ємність. Щодня стежити за тим, щоб батарея була заряджена і готова до роботи, – це клопітка справа, і ми всі час від часу забуваємо вставляти її в розетку на ніч.

• Чому сучасні телефонні акумулятори є проблемою
• Як ядерні технології можуть стати нашим рішенням
• Компанія, яка намагається зробити ядерні батареї реальністю
• Ядерні гаджети, що з’являться у 2023 році

Для мене, як для творця контенту, з камерами, дронами, планшетами, мікрофонами та іншими пристроями, що потребують підзарядки, забезпечення функціонування всієї моєї електроніки, коли вона мені потрібна, може перетворитися на справжню рутину. Що ще гірше, в багатьох телефонах та інших мобільних пристроях заміна акумулятора ускладнена або взагалі неможлива. Але рішення вже на горизонті. Незабаром настане революція у виробництві акумуляторів з використанням малоймовірного поєднання ядерних відходів і алмазів.

Чому сучасні телефонні акумулятори є проблемою

Від початку і до кінця життєвого циклу нашої електроніки батареї створюють багато проблем. Видобуток літію та інших компонентів акумуляторів, які ми зараз використовуємо, є брудним, руйнівним бізнесом – так само, як і очищення цих рідкісних матеріалів. Зі збільшенням попиту ці впливи будуть впливати на все більше і більше наших диких ландшафтів з потенційно катастрофічними наслідками.

• Найдешевший безлімітний план 5G від Verizon щойно став ще дешевшим
• Apple може зробити немислиме – дозволити сторонні магазини додатків для iPhone
• Секрет, як допомогти літнім людям вийти в Інтернет, прямо перед нами

Після того, як наші батареї розряджаються, вони та пристрої, які вони живлять, часто закінчують своє життя гниттям на звалищах. Іноді наші електронні відходи відправляються за кордон, де їх некваліфіковано утилізують або спалюють, і вони потрапляють у повітря та воду. Лише невеликий відсоток викинутої нами електроніки насправді відповідально переробляється. Якби батарейки не деградували так швидко, такі відходи можна було б значно зменшити.

Як ядерні технології можуть стати нашим рішенням

З усіх багатообіцяючих нових технологій акумуляторів, над якими сьогодні працюють, найбільш захоплюючими мають бути ядерні батареї. Такі батареї не лише потенційно можуть служити десятки, сотні і навіть тисячі років, але й генеруватимуть власну енергію за рахунок радіації. У недалекому майбутньому наші батареї не лише переживуть наші телефони і, можливо, у багато разів перевищать тривалість нашого життя, але й ніколи не потребуватимуть перезарядки.

Начебто концепція ядерних батарей не може звучати ще більш божевільно, але ті, які одного дня можуть з’явитися в наших телефонах і автомобілях, насправді будуть виготовлені зі штучних наноалмазів. Назвати науку, що лежить в основі цих наноалмазних батарей, складною – нічого не сказати. По суті, якщо говорити найпростішими словами, радіоактивні елементи витягуються з ядерних відходів і інкапсулюються в алмази за допомогою хімічного осадження з газової фази. Потім алмаз виступає в ролі перетворювача для трансформації випромінювання в електрику.

На додаток до довговічності і здатності до самозаряджання, ядерні батареї революціонізують дизайн смартфонів. Вони зроблять непотрібними зарядні порти, тому телефони можуть бути повністю водонепроникними і набагато міцнішими, ніж будь-коли раніше. Також можна припустити, що зі здешевленням виробництва штучних алмазів наші телефони незабаром можуть бути вкриті алмазним покриттям і, таким чином, практично незнищенними.

Окрім телефонів, ці ядерні батареї можуть потенційно живити кожен електронний пристрій, який ми використовуємо сьогодні. Від розумних годинників і навушників до автомобілів, дронів і навіть роботів. Як тільки ви починаєте думати про це, ви розумієте, що наноалмазні батареї мають потенціал, щоб змінити багато аспектів нашої технології, які стримуються обмеженнями нашого поточного, глибоко недосконалого дизайну батареї.

Компанія, яка намагається зробити ядерні батареї реальністю

Однією з провідних компаній, що розробляють цю технологію, є NDB, абревіатура якої розшифровується як “Nano Diamond Batteries”. За словами генерального директора NDB д-ра Німи Голшаріфі (Nima Golsharifi), який дав інтерв’ю для одного з епізодів подкасту Energy Cast: “Говорячи метафорично, це схоже на сонячні панелі; різниця в тому, що NDB генерує електроенергію, використовуючи випромінювання радіоактивних матеріалів, а не сонячне світло”.

Алмазні батареї також є можливим вирішенням довготривалої проблеми утилізації відходів атомних електростанцій. Величезні обсяги цього вкрай небезпечного матеріалу існують у всьому світі, а його зберігання чи утилізація є неймовірно дорогим задоволенням. Однак ці відходи також багаті на енергію, і саме вона живить ядерні батареї, які розробляє NDB.

Як зазначає д-р Гольшаріфі: “Рішення NDB, і мета нашої компанії, полягає в тому, щоб ефективно використовувати ці побічні продукти і вирішити питання ядерних відходів, і, в свою чергу, допомогти навколишньому середовищу, просуваючи ядерну енергію, яка є чистим джерелом, і, в свою чергу, підтримуючи суспільство, створюючи свого роду циркулярну економіку”.

Звичайно, логічним питанням, яке ви можете задати, є те, чи є ці батареї безпечними. Існує стигма навколо всього, що пов’язано з ядерною енергією, що є потенційною перешкодою для впровадження цієї технології, але доктор Голшаріфі вважає, що цей страх можна подолати за допомогою освіти: “Мало хто знає, що більшість детекторів диму містять радіоактивні матеріали, але вони без проблем мають їх вдома”.

Радіація від ядерних батарей надійно замкнена в цих крихітних діамантах. “У нас є система блокування датчика, яка запобігає доступу до ізотопу в великих кількостях та його використанню в інших цілях, окрім як в якості джерела живлення NDB. Ми робимо це за допомогою нанорозмірної іонної імплантації радіоізотопів в нашу структуру, і це дозволяє нам відповідати різним вимогам безпеки споживачів”, – пояснює д-р Гольшаріфі.

Компанія NDB провела масштабні дослідження, щоб гарантувати, що їхні батареї є достатньо безпечними для використання в таких продуктах, як телефони та автомобілі. Батареї NDB багато в чому не спричиняють викидів або шкідливого випромінювання. Ядерні батареї, що складаються з майже незнищенних алмазів, ймовірно, безпечніші, ніж літій-іонні батареї, які, як відомо, вибухають і загоряються.

Пояснення щодо нано-алмазної батареї #NDB #Зелена_енергія

Ще одне доречне питання – вартість. Адже мова йде про продукт, який виготовляється як з алмазів, так і з ядерних матеріалів. Втім, вартість вже падає, з $2,4 млн за кілограм аж до $40 000 у 2018 році (за словами доктора Гольшаріфі). NDB очікує, що ціна ще більше знизиться з масовим виробництвом, спочатку будучи дорожчою за літій-іонні батареї і знижуючись з часом, щоб в кінцевому підсумку зрівнятися за ціною з літій-іонними батареями.

Навіть якщо вони спочатку дорожчі, ніж традиційні батареї, чи не хотіли б ви платити більше за телефон, який ніколи не потрібно заряджати? Автомобіль, який ніколи не потребує заправки? Пристрої, які не тільки ніколи не розряджаються, але й продають свою енергію назад в мережу або знижують рахунки за електроенергію?

Наноалмазні батареї ніколи не потребують перезарядки, працюють довше, ніж пристрої, які вони живлять, безпечні для використання в споживчих товарах і допоможуть вирішити вічне питання, що робити з нашими ядерними відходами.

Ядерні гаджети, що з’являться у 2023 році

Тож коли ми можемо очікувати на появу ядерних батарей на ринку? NDB вже провела випробування концепції і має намір отримати робочий продукт до 2023 року. Arkenlight, інша компанія з виробництва наноалмазних батарей, вже має малопотужні ядерні батареї в експлуатації в моніторинговому обладнанні на вулкані Стромболі та на місці захоронення ядерних відходів у Великобританії. Пройде ще трохи часу, перш ніж перші наноалмазні батареї з’являться в наших смартфонах, і, ймовірно, набагато більше часу пройде, перш ніж вони будуть живити наші автомобілі.

Навіть якщо ми почекаємо 5-10 років, поки ця технологія стане звичним явищем, це зовсім небагато часу для такого революційного прогресу. Звичайно, варто також визнати, наскільки непередбачуваними можуть бути такі новітні технології. Однак, враховуючи, що наука, яка стоїть за цим, є надійною, і що незначні впровадження цих батарей вже працюють в польових умовах, я бачу вагомі підстави для оптимізму, що одного разу наші батареї будуть служити довше, ніж наші телефони, і ніколи не потребуватимуть підзарядки.

Рекомендації редакції

• У 2023 році Apple потрібно виправити свій ганебний ліміт в 5 ГБ iCloud
• Вибачте, але дозволяти сторонні магазини додатків для iPhone – погана ідея
• Супутниковий зв’язок в iPhone 14: як працює, скільки коштує і не тільки
• SIM-карта в телефоні має секретну здатність здешевити ліки
• Apple буде використовувати зроблені в Америці чіпи для iPhone і Mac

Source: digitaltrends.com