Bateries de nanodiamante
Les bateries de nanodiamante representen una innovadora tecnologia en el camp de l'energia, caracterisada per la seua capacitat per a utilisar rebujos nuclears difícils de manejar i mantindre. Esta tecnologia aprofita diamants sintètics en combinació en materials radiactius, com el carbono-14, extret dels residus de grafit utilisats en reactors nuclears. Estes bateries es destaquen per la seua capacitat de generar energia de manera sostinguda durant mils d'anys, lo que les fa ideals per a aplicacions que requerixen fonts d'energia duradores i de baix manteniment, com l'exploració espacial, dispositius mèdics implantables i sistemes de monitoreo remot.[1]
La tecnologia de les bateries de nanodiamante es basa en la encapsulación de material radiactiu dins de nanodiamantes, que actuen com semiconductors i faciliten una lliberació controlada d'energia per mig de la desintegració beta. Este procés convertix el carbono-14 en nitrogen-14, lliberant electrons que generen electricitat. Les primeres aplicacions pràctiques i els prototips han demostrat el seu potencial per a resoldre problemes energètics de llarga data, especialment en àrees a on l'energia constant i la fiabilitat són crucials.
Els creadors han declarat que podrien almagasenar energia entre una década i 28.000 anys sense necessitat de recarregar-les,[1] ni perdudes de rendiment. Oferiran una major densitat d'energia que les bateries de ions de liti. Seran pràcticament indestructibles i totalment segures en un accident de coche elèctric.
En algunes aplicacions, com els coches elèctrics, seran considerablement més barates que els actuals paquets de ions de liti, a pesar de les seues enormes ventages.
El cor de cada cèlula és una chicoteta peça de residus nuclears reciclats. BND usa residus nuclears: perillosos, difícils i cars d'almagasenar, en una vida mija molt llarga.
Història
El desenroll de les bateries de nanodiamante va escomençar en la década de 2010. En 2016, investigadors de l'Universitat de Brístol en el Regne Unit varen presentar un prototip que utilisava l'isòtop radiactiu carbono-14 (C-14) per a generar electricitat. Este alvanç va marcar una fita en l'us de residus nuclears per a la producció d'energia segura i duradora. En 2020, es va fundar l'empresa Arkenlight, una Empresa derivada (spin-off) de l'Universitat de Bristol, en l'objectiu de comercialisar esta tecnologia i explorar les seues aplicacions pràctiques.[2][3]
Eixe mateix any, en 2020, es va fundar NDB, Inc. (Nano Diamond Battery) en Sant Francisco (Califòrnia). Esta empresa s'ha dedicat a dur la tecnologia de bateries de nanodiamante al mercat global, en un enfocament en aplicacions tant industrials com a comercials. NDB ha desenrollat la seua pròpia versió d'estes bateries, utilisant carbono-14 i processos alvançats de fabricació de diamants.
Principi de funcionament
Les bateries de nanodiamante ampren grafit purificat que es transforma en diminuts diamants de carbono-14 L'estructura del diamant actua com semiconductor i disipador de calor. Este diamant radiactiu de carbono-14 està completament recobert per una capa de diamant de carbono-12, un material no radiactiu i econòmic fabricat en laboratori. Esta capa externa conté les partícules energètiques, prevé les fugues de radiació i proporciona una barrera de protecció segura.
Per a formar una cèlula de bateria, s'apilen i almagasenen múltiples capes d'este material de nanodiamante junt en una diminuta placa de circuit integrat i un chicotet supercondensador, que s'encarreguen d'arreplegar, almagasenar i distribuir la càrrega instantàneament. Les bateries de nanodiamante poden adaptar-se a diverses formes i estàndarts, incloent tamanys comuns com AA, AAA, 18650 i 2170, aixina com a tamanys personalisats.
Estes bateries funcionen com a chicotets generadors d'energia en miniatura que no requerixen recarrega, oferint un cost competitiu i, en ocasions, significativament més baix que les actuals bateries de liti. Esta equació econòmica es veu facilitada pel fet de que alguns proveïdors de residus nuclears estan disposts a pagar a les empreses com NDB, Inc. per a que es desfacen d'estos rebujos de manera segura.
Els nivells de radiació d'una cèlula de bateria, segons NDB, Inc[1]., són menors que els nivells de radiació produïts pel cos humà, lo que les fa totalment segures per al seu us en una varietat d'aplicacions. A chicoteta escala, estes bateries podrien utilisar-se en dispositius mèdics implantables, com marcapasos cardíacs i atres implants electrònics, a on la seua llarga vida útil eliminaria la necessitat de cirugia repetides per a la seua tongada. També podrien integrar-se directament en plaques de circuits, proporcionant energia durant tota la vida útil d'un dispositiu.
Les bateries de nanodiamante oferixen una solució revolucionària per a la gestió de residus nuclears i la generació d'energia de llarga duració, combinant seguritat, eficiència i sostenibilitat en un sol dispositiu.
- Material radiactiu: Els isòtops comunament usats són el carbono-14 (C-14) i el níquel-63 (Ni-63).
- Procés de producció: La deposición química en fase vapor (CVD) s'utilisa per a incorporar els isòtops radiactius en els diamants sintètics.
- Generació d'energia: L'energia generada és baixa pero constant, adequada per a aplicacions de baixa potència a llarc determini.
Referències
- ↑ 1,0 1,1 1,2 «Una Empresa Nortamericana Afirma Que La seua Bateria De Diamants Alimentada En Residus Nuclears És Més Barata I Dura Fins a 28.000 Anys Sense Necessitat De Càrrega» (en és). EcoInventos. Consultat el 2024-06-22.
- ↑ «Nuclear waste could be recycled for diamond battery power». Universitat de Bristol News.
- ↑ «ASPIRE: Advanced Self-Powered sensor units in Intense Radiation Environments». Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC).
- Este artícul conté una traducció derivada de «Baterías de nanodiamante» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.