Naukowcy stworzyli pierwszą na świecie baterię diamentową. Ma działać minimum 5700 lat

Kluczem do stworzenia baterii diamentowej jest węgiel-14, który powstaje jako odpad podczas procesów jądrowych. Izotop ten jest radioaktywny, ale naukowcy znaleźli sposób, by zamknąć go w sztucznie wytworzonych diamentach.

Nad nowym typem baterii pracowali wspólnie naukowcy i inżynierowie z Uniwersytetu w Bristolu oraz Brytyjskiego Urzędu Energii Atomowej (UKAEA).

Promieniotwórczy izotop węgla-14, powszechnie stosowany w datowaniu radiowęglowym, powstaje naturalnie w górnych warstwach atmosfery, na wysokości od 10 do 50 km, w wyniku pochłonięcia neutronu przez jądro atomu azotu-14. Węgiel-14 powstaje również w chłodziwie w niektórych reaktorach elektrowni jądrowych.

Bateria diamentowa działa poprzez wykorzystanie radioaktywnego rozpadu węgla-14, którego okres półtrwania wynosi 5700 lat, w celu generowania niskich poziomów mocy.

Taka bateria działa podobnie do paneli słonecznych, które zamieniają światło na energię elektryczną, ale zamiast używać lekkich cząstek (fotonów), wychwytują szybko poruszające się elektrony z wnętrza struktury diamentu.

W praktyce wygląda to tak: radioaktywne cząsteczki emitowane przez węgiel-14 "uderzają" w strukturę diamentu, generując niewielki, ale stały przepływ energii elektrycznej. Co ważne, takie ogniwo jest całkowicie bezpieczne – diament skutecznie izoluje promieniowanie, a ilość energii produkowanej przez pojedynczą baterię jest wystarczająca do zasilania niewielkich urządzeń przez setki, a nawet tysiące lat.

Więcej o technologii i bateriach przyszłości przeczytasz na Spider's Web:

Zespół naukowców i inżynierów współpracował również przy budowie specjalistycznego urządzenia wykorzystywanego do hodowli sztucznych diamentów. Diamenty są niezwykle trwałe i odporne na uszkodzenia, co gwarantuje długą żywotność baterii.

Baterie diamentowe nie zawierają żadnych toksycznych substancji i są całkowicie bezpieczne dla środowiska.

Wyobraźcie sobie zastosowanie takich baterii w urządzeniach medycznych, satelitach, dronach czy czujnikach umieszczanych w trudno dostępnych miejscach. W przypadku misji kosmicznych – gdzie wymiana baterii jest niemożliwa – takie ogniwo może być prawdziwym przełomem.

Biokompatybilne baterie diamentowe można stosować w urządzeniach medycznych, takich jak bioniczne implanty oka i rozruszniki serca, minimalizując potrzebę wymiany i dyskomfort pacjentów. Baterii diamentowych można również używać w ekstremalnych warunkach – zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi – gdzie niepraktyczne jest zastępowanie konwencjonalnych baterii.

Bateria diamentowa to kolejny dowód na to, że nauka nie przestaje nas zaskakiwać. To, czy te ogniwa trafią na rynek, zależy od dalszych badań i inwestycji. Jedno jest pewne – jeśli uda się obniżyć koszty i zwiększyć skalę produkcji, diamentowe baterie mogą stać się kolejnym krokiem na drodze do bardziej zrównoważonej przyszłości energetycznej.

To odkrycie otwiera drzwi do nowych technologii i rozwiązań, które mogą poprawić komfort naszego życia.

Główna ilustracja: Bateria diamentowa w powiększeniu. Słaba radioluminescencja z syntetycznej warstwy diamentu powstała w wyniku promieniowania beta atomów węgla-14. Fot. Uniwersytet w Bristolu