Bateria care funcționează pe bază de deșeuri radioactive promite să transforme o problemă în sursă de energie

O echipă de cercetători a creat o baterie inovatoare, care funcționează pe bază de deșeuri radioactive. Concret, mica invenție revoluționară transformă deșeuri radioactive în sursă de energie pentru microelectronică, convertind un produs periculos al centralelor nucleare într-o potențială sursă de electricitate pentru aplicații specializate.

Potrivit World Nuclear Association, centralele nucleare generează aproximativ 9% din energia electrică a lumii. Deși această sursă energetică nu produce emisii de carbon, generează deșeuri radioactive care pot fi periculoase pentru mediu și rămân active timp de mii de ani.

Pentru a valorifica aceste deșeuri, cercetătorii de la Universitatea de Stat din Ohio au folosit materiale cu densitate mare, denumite cristale scintilatoare, care emit lumină atunci când absorb radiații, combinate cu celule solare ce transformă radiația gamma în electricitate.

Alexandru Petrescu: Prosperitatea României depinde de competență, încredere și cooperare

12:08

42 dintre cele 43 de agenții ale UE au trecut auditul Curții de Conturi Europene. Institutul pentru Inovare și Tehnologie, singura excepție

10:22

„Deșeurile nucleare emit radiații gamma puternice, o formă de energie înaltă care poate penetra majoritatea materialelor,” a explicat Raymond Cao, autor principal al studiului publicat în revista Optical Materials: X și profesor de inginerie mecanică și aerospațială la Ohio State, într-un email pentru Live Science.

„Dispozitivul nostru utilizează un scintilator, un material specializat care absoarbe aceste raze gamma și le transformă energia în lumină vizibilă — similar cu obiectele care luminează în întuneric, dar alimentate de radiații, nu de lumina soarelui. Această lumină este apoi captată de o celulă solară, precum cele din panourile solare, care o transformă în energie electrică.”

Bateria prototip, cu un volum de doar 4 centimetri cubi — aproximativ cât o linguriță de zahăr — a fost testată în laboratorul reactorului nuclear al universității folosind două surse radioactive: cesiu-137 și cobalt-60. Bateria a produs 288 nanowați când a fost alimentată cu cesiu-137 și 1.500 nanowați cu izotopul cobalt-60, mai radioactiv — suficient pentru a alimenta sisteme microelectronice precum microcipuri sau echipamente de urgență.

Potențialul bateriei care funcționează cu deșeuri radioactive

Deși această putere este mult sub kilowații necesari pentru aparate casnice precum fierbătorul de apă, cercetătorii cred că tehnologia poate fi scalată pentru aplicații ce necesită puteri de ordinul waților sau chiar mai mari, în funcție de sursa de energie.

Totuși, noua tehnologie nu este destinată utilizării casnice — sistemul funcționează doar în prezența unor niveluri ridicate de radiații ambientale, ceea ce înseamnă că trebuie amplasat în locuri cu deșeuri radioactive. Cercetătorii văd potențialul utilizării bateriei în sistemele nucleare pentru explorarea spațială sau în adâncurile oceanelor, unde nivelurile extreme de radiații fac sursele convenționale de energie impracticabile.

„Nu producem sau transportăm o sursă de radiații; acest dispozitiv este conceput pentru locuri unde radiațiile gamma intense sunt deja prezente,” a precizat Cao. „Frumusețea acestei metode este că materialele de protecție pot fi înlocuite cu un scintilator, iar lumina emisă poate fi captată și transformată în electricitate.”

Înainte de implementarea pe scară largă, însă, există provocări de depășit. Potrivit lui Cao, nivelurile ridicate de radiații afectează treptat atât scintilatorul, cât și celula solară. „Este nevoie de dezvoltarea unor materiale mai durabile și rezistente la radiații pentru a asigura longevitatea sistemului,” a adăugat el.

Dacă aceste obstacole vor fi depășite, bateriile cu durată lungă de viață ar putea fi utilizate în zone cu radiații puternice, greu accesibile, cu necesități minime de întreținere, reprezentând o soluție energetică atractivă.

„Conceptul bateriei nucleare este foarte promițător,” a spus coautorul Ibrahim Oksuz într-un comunicat. „Există încă mult spațiu pentru îmbunătățiri, dar cred că în viitor această tehnologie va avea un rol important atât în producția de energie, cât și în industria senzorilor.”