باتری اتمی جدید دانشمندان روس می‌تواند انرژی بسیار زیادی را در خود ذخیره کند

MacTavish · 25/8/19

باتری اتمی محصولی است که به تازگی ورژن قدرتمند و پیشرفته‌ای از آن توسط دانشمندان روس توسعه داده شده و در حالی که نسخه‌های پیشین آن توان کافی برای استفاده‌های هر روزه را نداشتند، باتری هسته ای جدید محققان از باتری‌های معمولی قدرتمندتر است.

باتری اتمی نوعی وسیله ذخیره انرژی بوده که به کمک روش‌های مرتبط با دانش فیزیک هسته‌ای کار می‌کند؛ در حالی که تا پیش از این نمونه‌های اولیه ساخته‌شده از چنین باتری‌هایی توسط دانشمندان جهان ظرفیت انرژی لازم برای استفاده عموم مردم را نداشته، دانشمندان کشور روسیه اخیرا اعلام کرده‌اند که با کمک ایزوتوپ رادیواکتیو نیکل-63 موفق به ساخت نوعی باتری هسته ای شده‌اند که می‌تواند نسبت به باتری‌های معمولی میزان انرژی بسیار بیشتری را در اختیار مصرف‌کننده قرار دهد.

ساخت قوی‌ترین باتری اتمی حال حاضر

تصور کنیم که باتری‌های لازم برای وسایل مختلفی که در اختیار داریم تا سال‌ها و یا حتی چندین دهه نیازی به عوض کردن نداشته باشند و نوعی باتری با ظرفیت بسیار بالا و دوام زیاد داشته باشیم که نیاز ما به الکتریسیته را برای مدتی طولانی تامین کند؛ گفته شده که تکنولوژی مربوط به ایده باتری های اتمی در آینده نزدیک چنین امکانی را فراهم می‌کند.

از آنجایی که وارد شدن مواد مرتبط با انرژی اتمی در محیط، مشکلات و خطرات خاص خود را دارد و آلودگی رادیواکتیو ایجادشده از این طریق برای سال‌های زیادی در محیط می‌ماند، بسیاری متخصصان از مدت‌ها پیش به این فکر افتاده‌اند که می‌توان از دوام این مواد برای ساخت باتری اتمی استفاده کرد.

نمونه اولیه باتری اتمی ساخته‌شده

باتری های هسته ای هم‌اکنون در تجهیزات خاص و حساسی مانند فضاپیماها یا دستگاه‌های تنظیم‌کننده ضربان قلب که امکان تعویض راحت آن‌ها وجود ندارد، کاربرد دارند، اما محدودیت‌هایی که به آن‌ها اشاره کردیم باعث می‌شوند که انرژی خارج‌شده از نسخه‌های قبلی این باتری‌ها کم بوده و استفاده‌های گسترده‌تری برای این محصولات وجود نداشته باشد.

با این حال محققانی از موسسه‌های علمی و دانشگاه‌های مختلف روسیه موفق شده‌اند که طرحی جدید برای به‌کارگیری ایزوتوپ نیکل 63 به منظور ساخت باتری اتمی را توسعه دهند که به زودی چالش‌های مربوط به این محصولات را برطرف می‌کند؛ ایزوتوپ رادیواکتیو مورد نظر نیمه‌عمر صد ساله دارد و طرح ارائه‌شده هم چگالی انرژی باتری را به میزان قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد.

طرح شماتیک لایه‌های مختلف باتری دانشمندان روس

در مورد جزئیات طرح می‌توان گفت که دانشمندان با قرار دادن لایه‌هایی از نیکل-63 با قطر بهینه 2 میکرون، در میان دیودهایی از جنس الماس که قطر 10 میکرون دارند، طرحی توسعه دادند که می‌تواند میزان انرژی 3.300 میلی وات ساعت را به ازای هر یک گرم از ترکیب لایه‌ها تامین کند؛ گفته شده که این میزان ده برابر نسبت انرژی به وزن باتری‌های الکتروشیمیایی معمولی است.

دانشمندان روسی هم‌اکنون روش‌هایی را برای تولید انبوه لایه‌های الماس به صورت بهینه، در نظر گرفته‌اند که هدر رفت مواد را به حداقل می‌رسانند؛ از طرف دیگر تهیه مواد رادیواکتیو مورد نیاز برای این محصول دردسرهای بیشتری دارد، اما گفته شده که تا یک دهه آینده این چالش‌ها هم برطرف می‌شوند. در مراحل بعدی تحقیقات دانشمندان سعی می‌کنند تا طرح خود را بهبود ببخشند و انرژی خروجی و ظرفیت باتری هسته ای ساخته‌شده را از آنچه که هست، بالاتر ببرند.

مقاله این تیم تحقیقاتی در ژورنال “Diamond and Related Materials” منتشر شده است.