Znanstvenici razvili bateriju koja proizvodi energiju iz nuklearnog otpada

Novo tehnološko rješenje moglo bi preoblikovati način na koji koristimo radioaktivni otpad, pretvarajući ozbiljan ekološki problem u koristan izvor energije. Istraživači sa Sveučilišta Ohio State predstavili su bateriju koja iskorištava nuklearno zračenje za proizvodnju električne energije, otvarajući nove mogućnosti za napajanje uređaja u ekstremnim uvjetima.

Nuklearna energija ima ključnu ulogu u globalnoj proizvodnji električne energije, osiguravajući velik udio opskrbe uz minimalne emisije ugljika. No, jedan od najvećih izazova je dugotrajno skladištenje radioaktivnog otpada, koji može ostati opasan tisućama godina. Pronalaženje načina za njegovo ponovno korištenje moglo bi smanjiti ekološke rizike i istovremeno osigurati dodatni izvor energije.

Kako funkcionira baterija

Tim sa Sveučilišta Ohio State razvio je kompaktan uređaj veličine samo četiri kubična centimetra koji pretvara zračenje u električnu energiju. Za razliku od klasičnih nuklearnih baterija, ovaj inovativni dizajn ne sadrži radioaktivne materijale, što ga čini sigurnim za rukovanje. Sustav koristi dvije ključne komponente:

• Scintilacijske kristale – Emitiraju svjetlost kada apsorbiraju ionizirajuće zračenje.
• Solarne ćelije – Hvataju emitiranu svjetlost i pretvaraju je u električnu energiju.

Postavljanjem baterije u okruženja s visokim razinama zračenja, poput skladišta nuklearnog otpada, omogućuje se kontinuirana proizvodnja energije bez potrebe za vanjskim gorivom ili čestim održavanjem.

Eksperimentalni rezultati pokazuju potencijal

Prototip baterije testiran je na dva radioaktivna izvora koji su česti nusproizvodi nuklearne fisije: cezij-137 i kobalt-60. Rezultati su pokazali različite razine proizvodnje energije:

• Cezij-137: Generirao 288 nanovata snage.
• Kobalt-60: Proizveo 1,5 mikrovata, što je dovoljno za napajanje malih senzora.

Iako ovi iznosi nisu dovoljni za napajanje domova ili velikih sustava, znanstvenici vjeruju da bi se daljnjim razvojem tehnologije mogla značajno povećati izlazna snaga.

Najizgledniji scenariji za ovu tehnologiju uključuju visokoradioaktivna okruženja u kojima bi klasične baterije brzo otkazale. Potencijalne primjene uključuju:

• Upravljanje nuklearnim otpadom – Napajanje senzora u bazenima za skladištenje otpada.
• Istraživanje svemira – Dugoročni izvori energije za sonde i letjelice.
• Podmorske operacije – Napajanje senzora u dubokom moru, gdje su konvencionalni izvori energije nepraktični.

Sljedeća faza istraživanja usmjerena je na povećanje učinkovitosti optimiziranjem dizajna scintilacijskih kristala. Veće i preciznije izrađene kristalne strukture mogle bi apsorbirati više zračenja i pojačati proizvodnju električne energije.

Iako je tehnologija još uvijek u ranoj fazi, istraživači su optimistični. Skaliranje dizajna za proizvodnju veće količine energije zahtijevat će dodatna ulaganja i razvoj, no dosadašnji rezultati potvrđuju da je koncept izvediv.

Prema riječima Ibrahima Oksuza, jednog od autora studije, ovaj pristup ima velik potencijal za sektor energetike i senzorske tehnologije. “Postoji još mnogo prostora za poboljšanja, ali vjerujemo da bi ova inovacija mogla zauzeti značajno mjesto u industriji.”

Kako se napori za upravljanje nuklearnim otpadom nastavljaju, ova baterija pruža pogled u budućnost u kojoj radioaktivni materijali nisu samo problem, već i koristan resurs za proizvodnju energije.