Ενέργεια από το μέλλον: Η Κίνα παρουσιάζει την πρώτη «πυρηνική μπαταρία» που μπορεί να λειτουργεί για χιλιάδες χρόνια – Το τεχνολογικό άλμα που αλλάζει τα δεδομένα

Μια τεχνολογική εξέλιξη που μέχρι πρόσφατα θα έμοιαζε βγαλμένη από επιστημονική φαντασία παρουσιάστηκε στην Κίνα, καθώς ερευνητές έφεραν στο προσκήνιο μια νέα μικροσκοπική πυρηνική μπαταρία με εξαιρετικά μεγάλη θεωρητική διάρκεια ζωής.

Η συσκευή ονομάζεται Qianjiyuan Tianshu και αξιοποιεί τον ραδιενεργό άνθρακα-14 για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Το εντυπωσιακό στοιχείο είναι ότι ο άνθρακας-14 έχει χρόνο ημιζωής περίπου 5.730 χρόνια, γεγονός που επιτρέπει στη συγκεκριμένη τεχνολογία να θεωρείται υποψήφια για εφαρμογές που απαιτούν ενέργεια επί πάρα πολλές δεκαετίες ή ακόμη και αιώνες.

ΜΙΚΡΗ ΣΕ ΜΕΓΕΘΟΣ, ΕΝΤΥΠΩΣΙΑΚΗ ΣΕ ΔΙΑΡΚΕΙΑ

Η νέα μπαταρία έχει όγκο μόλις 16,8 κυβικά εκατοστά, ενώ η μέγιστη ηλεκτρική ισχύς που αναφέρεται για τη συσκευή φτάνει περίπου τα 1,13 μικροβάτ.

Με απλά λόγια, δεν πρόκειται για μια μπαταρία που μπορεί να αντικαταστήσει το ηλεκτρικό δίκτυο ή να τροφοδοτήσει ένα σπίτι. Η δύναμή της βρίσκεται αλλού: στην ικανότητά της να παρέχει εξαιρετικά μικρή αλλά σταθερή ποσότητα ενέργειας για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.

Αυτό θα μπορούσε να αποδειχθεί ιδιαίτερα σημαντικό σε συσκευές που βρίσκονται σε σημεία όπου η αντικατάσταση μιας συμβατικής μπαταρίας είναι δύσκολη, ακριβή ή πρακτικά αδύνατη.

ΤΟ ΜΥΣΤΙΚΟ ΚΡΥΒΕΤΑΙ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΑΚΑ-14

Η τεχνολογία δεν λειτουργεί όπως μια συμβατική μπαταρία λιθίου, αλλά ούτε και σαν πυρηνικός αντιδραστήρας.

Η ηλεκτρική ενέργεια προκύπτει από τη φυσική ραδιενεργό διάσπαση του άνθρακα-14. Τα σωματίδια βήτα που απελευθερώνονται κατά τη διαδικασία αλληλεπιδρούν με έναν ημιαγωγό από καρβίδιο του πυριτίου, με αποτέλεσμα να παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα.

Το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι η διαδικασία συνεχίζεται χωρίς να απαιτείται παραδοσιακή επαναφόρτιση.

ΤΕΡΑΣΤΙΑ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ ΜΟΝΤΕΛΟ

Η κινεζική ομάδα δεν ξεκίνησε από το μηδέν. Η νέα συσκευή αποτελεί εξέλιξη του προηγούμενου πρωτοτύπου Zhulong-1, το οποίο είχε παρουσιαστεί νωρίτερα.

Σύμφωνα με τα στοιχεία των ερευνητών, το νέο μοντέλο χρησιμοποιεί μόλις περίπου το 22% της ποσότητας ραδιενεργού υλικού του προηγούμενου, ενώ η μέγιστη ισχύς του έχει αυξηθεί κατά περίπου 2,6 φορές.

Παράλληλα, ο ενεργός όγκος μειώθηκε σημαντικά και η πυκνότητα ισχύος ανά όγκο αυξήθηκε περίπου 15,5 φορές.

Πρόκειται για στοιχεία που δείχνουν ότι το ζητούμενο πλέον δεν είναι μόνο η δημιουργία μιας πυρηνικής μπαταρίας, αλλά η προσπάθεια να γίνει μικρότερη, αποδοτικότερη και πιο πρακτική.

ΑΠΟ ΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΣΤΑ ΙΑΤΡΙΚΑ ΕΜΦΥΤΕΥΜΑΤΑ

Οι πιθανές εφαρμογές της τεχνολογίας είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες.

Μικροσκοπικές πυρηνικές πηγές ενέργειας θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν σε διαστημικές αποστολές, αισθητήρες βαθιάς θάλασσας, πολικές εγκαταστάσεις, απομακρυσμένα συστήματα παρακολούθησης και ορισμένες ιατρικές εφαρμογές.

Σε τέτοια περιβάλλοντα, η διάρκεια ζωής και η δυνατότητα λειτουργίας χωρίς συχνή συντήρηση μπορεί να είναι πολύ σημαντικότερες από την υψηλή ισχύ.

ΟΧΙ, ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ «ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΚΙΝΗΤΟ»

Παρά τους εντυπωσιακούς τίτλους, υπάρχει μια κρίσιμη λεπτομέρεια.

Η διάρκεια ζωής των χιλιάδων ετών δεν σημαίνει ότι η μπαταρία θα αποδίδει την ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας για 5.730 χρόνια. Ο χρόνος ημιζωής σημαίνει ότι μετά από αυτό το διάστημα έχει απομείνει περίπου το μισό της αρχικής ποσότητας άνθρακα-14.

Επιπλέον, η ισχύς της συγκεκριμένης συσκευής βρίσκεται στην περιοχή των μικροβάτ. Επομένως, σήμερα μιλάμε κυρίως για εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης συστήματα, όχι για αντικατάσταση των συμβατικών μπαταριών σε κινητά, αυτοκίνητα ή οικιακές συσκευές.

ΤΟ ΜΕΓΑΛΟ ΣΤΟΙΧΗΜΑ ΤΗΣ ΚΙΝΑΣ

Η πραγματική σημασία της τεχνολογίας βρίσκεται ίσως περισσότερο στη δυνατότητα δημιουργίας μιας νέας κατηγορίας ενεργειακών πηγών παρά στην ισχύ της σημερινής συσκευής.

Εάν οι ερευνητές καταφέρουν να αυξήσουν περαιτέρω την απόδοση και να μειώσουν το κόστος, τέτοιες μπαταρίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε ολοένα περισσότερα συστήματα που πρέπει να λειτουργούν αυτόνομα για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα.

Η Κίνα, πάντως, δηλώνει ότι έχει προχωρήσει στην ανάπτυξη ολόκληρης της τεχνολογικής αλυσίδας, από την προσαρμογή του ραδιενεργού υλικού έως τον μετατροπέα καρβιδίου του πυριτίου και την ενσωμάτωση του συστήματος.

Η εικόνα που διαμορφώνεται είναι εντυπωσιακή: μια μικρή συσκευή που δεν υπόσχεται τεράστια ισχύ, αλλά κάτι ίσως εξίσου πολύτιμο για συγκεκριμένες εφαρμογές — ενέργεια που μπορεί να παραμένει διαθέσιμη για εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα, ακόμη και σε περιβάλλοντα όπου η συντήρηση είναι σχεδόν αδύνατη.