Новая батарея вырабатывает энергию из радиоактивных ядерных отходов
- Ученые создали батарею, которая производит энергию из радиоактивных отходов, используя кристаллы и солнечные батареи.
- Прототипы с цезием-137 и кобальтом-60 показали возможность питания небольших устройств, но исследователи планируют масштабировать технологию для большей мощности.
- Ядерная батарея имеет потенциал для использования в средах с ядерными отходами, не требует частого обслуживания и может служить десятилетиями.
В отличие от сжигания ископаемого топлива, атомные электростанции не выделяют парниковых газов, а потому считаются экологически чистыми. Однако и они имеют один огромный минус, поскольку производят опасные отходы, которые нужно где-то хранить. Ученые до сих пор ищут эффективные способы обращения с этим побочным продуктом, но что, если бы мы могли делать больше, чем просто хранить их?
Мы могли бы получать энергию из радиоактивных отходов АЭС
Новая идея предусматривает, что после того, как отработанный материал обеспечил нам обновленную часть энергии от распада ядра на АЭС, его можно использовать для создания дополнительной энергии в меньших масштабах. Для этого исследователи создали небольшую батарею, работающую на ядерных отходах, сообщает 24 Канал со ссылкой на Optical Materials: X.
Смотрите также Прорыв в искусственном фотосинтезе превращает отходы в топливо и лекарства
Ученые подвергли так называемые сцинтилляционные кристаллы – материал, который излучает свет, когда поглощает радиацию – гамма-излучению, которое производится ядерными отходами. Свет кристаллов затем питал солнечную батарею. Исследование демонстрирует, что фоновые уровни гамма-излучения могут питать небольшие электронные устройства, такие как микрочипы. Учитывая, что радиоактивность отработанных материалов сохраняется от десятков до тысяч лет, это весьма долгоживущая "батарейка".
Команда протестировала прототип батареи с цезием-137 и кобальтом-60, распространенными радиоактивными побочными продуктами ядерных реакторов.
- Используя цезий-137, батарея произвела 288 нановатт энергии.
- Кобальт-60 сгенерировал 1,5 микроватт – достаточно для питания небольшого датчика.
Хотя это может показаться небольшой победой, поскольку стандартная светодиодная лампочка мощностью 10 ватт требует 10 миллионов микроватт, ученые утверждают, что их подход можно масштабировать до ватт или даже большей мощности.
Такие батареи можно было бы использовать в средах, где образуются ядерные отходы, например, в бассейнах для хранения ядерных отходов. Они имеют потенциал быть долговечными и почти не требуют регулярного технического обслуживания, что уменьшает риски облучения для людей.
Концепция ядерной батареи является очень многообещающей. Есть еще много возможностей для совершенствования, но я верю, что в будущем этот подход займет важное место как в производстве энергии, так и в индустрии сенсоров,
– сказал Ибрагим Оксуз, соавтор исследования, инженер-механик и аэрокосмический инженер из Университета штата Огайо.
Смотрите также Франция запустит один гигаватт новой атомной энергии, чтобы ускорить разработку ИИ
Масштабирование
Исследователи также отметили, что структура кристаллов может влиять на выход энергии батареи. Это означает, что изменение характеристик кристалла – например, его размера – приводить к большему излучению света, а потому солнечные панели будут производить больше энергии.
Наряду с этим солнечная батарея с большей площадью поверхности также может поглощать больше света, а следовательно, производить больше энергии.
Разработка все еще находится на предварительных стадиях, но следующий шаг предусматривает генерирование большего количества ватт с помощью увеличенных конструкций.