Почему аккумуляторы современных телефонов представляют собой проблему? 

Как ядерные технологии могут стать нашим решением? 

Компания пытается сделать ядерные батареи реальностью. 

Ядерные гаджеты появятся в 2023 году.

Научная фантастика стала реальностью, когда мы носим в карманах телефоны, которые действуют как маленькие компьютеры. Тем не менее, даже по мере развития технологий нас сдерживает источник энергии, лежащий в основе технологии, ограничивая преимущества, которые представляют эти устройства. С того момента, как мы включаем устройство, часы тикают, поскольку батарея разряжается и теряет емкость. Ежедневно проверять аккумулятор заряженным и готовым к работе — это хлопотно, и мы все время от времени забываем подключить его к сети на ночь.

Для меня, как для создателя контента, у которого есть камеры, дроны, планшеты, микрофоны и другие устройства, которые нужно постоянно заряжать, обеспечение работоспособности всей моей электроники, когда она мне нужна, может стать настоящей рутиной. Что еще хуже, во многих телефонах и других мобильных устройствах замена аккумулятора затруднена или совершенно невозможна. Но решение уже не за горами. Однажды вскоре произойдет аккумуляторная революция с использованием маловероятной комбинации ядерных отходов и алмазов.

Почему аккумуляторы современных телефонов представляют собой проблему

Коллекция различных батареек.

С начала и до конца жизненного цикла нашей электроники аккумуляторы создают множество проблем. Добыча лития и других компонентов батарей, которые мы сейчас используем, — грязный и разрушительный бизнес, как и переработка этих редких материалов. По мере роста спроса эти воздействия будут поражать все больше и больше наших диких ландшафтов с потенциально катастрофическими последствиями.

Как только наши батареи разряжаются, они и устройства, которые они питают, зачастую оказываются гниющими на свалках. Иногда наши электронные отходы отправляют за границу, где они затем некомпетентно утилизируются или сжигаются и попадают в воздух и воду. Лишь небольшой процент нашей выброшенной электроники действительно ответственно перерабатывается. Если бы только батареи не разлагались так быстро, количество таких отходов можно было бы значительно сократить.

Как ядерные технологии могут стать нашим решением

Из всех многообещающих новых аккумуляторных технологий, над которыми сегодня работают, наиболее интересными являются ядерные батареи. Такие батареи потенциально смогут прослужить не только десятки, сотни или даже тысячи лет, но они также будут генерировать собственную энергию за счет радиации. В не столь отдаленном будущем наши батареи, возможно, не только прослужат дольше наших телефонов и, возможно, во много раз превысят продолжительность нашей собственной жизни, но и никогда не будут нуждаться в перезарядке.

Как будто концепция ядерных батарей не может показаться более безумной, те, которые однажды могут найти применение в наших телефонах и автомобилях, на самом деле будут сделаны из искусственных наноалмазов. Назвать науку, лежащую в основе этих наноалмазных батарей, сложной, значит не сказать ничего. По сути, радиоактивные элементы извлекаются из ядерных отходов и заключаются в алмазы с помощью химического осаждения из паровой фазы. Затем алмаз действует как преобразователь, преобразующий излучение в электричество.

Микроизображение наноалмазов.  
Д. Мукерджи/Wikimedia Commons

Помимо долговечности и возможности самозарядки, ядерные батареи произведут революцию в дизайне смартфонов. Они сделают порты для зарядки ненужными, и телефоны станут полностью водонепроницаемыми и станут намного прочнее, чем когда-либо прежде. Также вполне возможно, что, поскольку производство искусственных алмазов становится дешевле, наши телефоны вскоре могут иметь алмазное покрытие и, таким образом, стать практически неразрушимыми.

Помимо телефонов, эти ядерные батареи потенциально могут питать каждое электронное устройство, которое мы используем сегодня. От умных часов и наушников до автомобилей, дронов и даже роботов. Как только вы начнете думать об этом, вы поймете, что наноалмазные батареи могут изменить многие аспекты наших технологий, которые сдерживаются ограничениями нашей нынешней, глубоко ошибочной конструкции батарей.

Компания пытается сделать ядерные батареи реальностью

Одной из ведущих компаний, разрабатывающих эту технологию, является NDB, аббревиатура, которая расшифровывается как «Nano Diamond Batteries». По словам генерального директора NDB доктора Нимы Голшарифи в интервью для эпизода подкаста Energy Cast: «Метафорически, это похоже на солнечные батареи; разница в том, что NDB генерирует электричество, используя излучение радиоактивных материалов вместо солнечного света».

Алмазные батареи также являются возможным решением давно забытых проблем, связанных с утилизацией отходов атомных электростанций. Во всем мире существуют огромные количества этого крайне опасного материала, а хранение или утилизация его обходятся невероятно дорого. Однако эти отходы также богаты энергией, и именно она питает ядерные батареи, которые разрабатывает NDB.

Логотип технологии NDB на чипе.
НДБ Инк.

Как говорит доктор Голшарифи: «Решения NDB и цель нашей компании — эффективно использовать эти побочные продукты и решать проблемы ядерных отходов, а также, в свою очередь, помогать окружающей среде, продвигая ядерную энергию, которая является чистым источником. и, в свою очередь, поддерживая общество путем создания своего рода экономики замкнутого цикла».

Конечно, вы можете задать логичный вопрос: безопасны ли эти батареи. Вокруг всего, что связано с ядерной энергетикой, существует стигма, которая является потенциальным препятствием на пути внедрения этой технологии, но доктор Голшарифи считает, что этот страх можно преодолеть с помощью образования: «Немногие знают, что большинство детекторов дыма содержат радиоактивный материал; тем не менее, они имеют их дома без каких-либо проблем».

Излучение ядерных батарей надежно заперто внутри этих крохотных алмазов. «У нас есть система блокировки преобразователя, которая предотвращает доступ к изотопу в больших количествах и его использование для целей, отличных от источника энергии NDB. Мы специально делаем это путем наноразмерной ионной имплантации радиоизотопов в нашу структуру, и это позволяет нам соответствовать различным требованиям безопасности потребителей», — объясняет доктор Голшарифи.

NDB провел обширные исследования, чтобы убедиться, что их батареи достаточно безопасны для использования в таких продуктах, как телефоны и автомобили. Во многих отношениях батареи NDB не производят вредных выбросов или вредного излучения. Ядерные батареи, состоящие из почти неразрушимых алмазов, вероятно, безопаснее, чем литий-ионные батареи, которые, как известно, взрываются и загораются.

Объяснение батареи Nano Diamond #NDB #Green_energy

Еще один актуальный вопрос — стоимость. Ведь речь идет о продукте, изготовленном как из алмазов, так и из ядерных материалов. Однако стоимость уже падает: с $2,4 млн за килограмм до $40 000 в 2018 году (по словам доктора Голшарифи). NDB ожидает, что цена снизится еще больше по мере массового производства: сначала она будет дороже, чем литий-ионная, а затем будет снижаться с течением времени, чтобы в конечном итоге стать конкурентоспособной по цене с литий-ионной.

Даже если изначально они дороже традиционных аккумуляторов, разве вы не готовы платить дополнительно за телефон, который никогда не придется заряжать? Автомобиль, который никогда не нужно заправлять? Устройства, которые не только никогда не разряжаются, но и продают свою энергию обратно в сеть или снижают счета за электроэнергию в доме?

Наноалмазные батареи никогда не нуждаются в перезарядке, служат дольше, чем устройства, которые они питают, безопасны для использования в потребительских товарах и помогут решить извечный вопрос о том, что делать с нашими ядерными отходами.

Ядерные гаджеты появятся в 2023 году

Так когда же мы можем ожидать появления на рынке ядерных батарей? NDB уже провела концептуальные испытания и намерена подготовить рабочий продукт к 2023 году. Arkenlight, еще одна компания по производству наноалмазных батарей, уже эксплуатирует маломощные ядерные батареи в оборудовании для мониторинга вулкана Стромболи и полигона ядерных отходов в Великобритании. Пройдет немного дальше в будущем, прежде чем первые наноалмазные батареи попадут в наши смартфоны, и, вероятно, гораздо дольше, прежде чем они будут питать наши автомобили.

Даже если нам придется ждать от пяти до десяти лет, пока эта технология станет обычным явлением, это совсем не время для такого революционного прогресса. Конечно, стоит также признать, насколько непредсказуемыми могут быть подобные новейшие технологии. Однако, учитывая, что за этим стоит наука, и что небольшие реализации этих батарей уже используются в полевых условиях, я вижу вескую причину для оптимизма в отношении того, что однажды наши батареи будут работать дольше, чем наши телефоны, и им никогда не придется быть перезаряженным .