بطارية تدوم 5700 سنة صديقة للبيئة  وليست بحاجة للصيانة أو إعادة شحن

متابعة – التآخي

نجح باحثون في ابتكار أول بطارية ماسية من الكربون-14 في العالم، يتمتع هذا النوع الجديد من البطاريات بالقدرة على تشغيل الأجهزة لآلاف السنين، مما يجعله مصدر طاقة طويل الأمد بشكل لا يُصدق.

تستعمل البطارية بحسب ما كشف عنه الباحثون من جامعة بريستول وهيئة الطاقة الذرية البريطانية، كمية صغيرة من الكربون-14، وهو عنصر كيميائي يشبه الكربون العادي، لكنه يحتوي على نيترونين إضافيين، مما يجعله غير مستقر ومشعا، توضع كمية منه في مركز البطارية ثم تغلف بطبقات من الماس الصناعي المصنوع في المختبر.

ويُستخدم الماس بشكل خاص لقوته الفائقة، وتوصيله الممتاز للحرارة، وقدرته على تحمل الإشعاع.

وعندما تتحلل المادة المشعة، تُطلق طاقة على شكل جسيمات دون ذرية (تحلل بيتا)، ويُحوّل الماس هذه الطاقة المُنطلقة مباشرةً إلى كهرباء.

ويعتقد الباحثون من جامعة بريستول، أنها مفيدة لأجهزة الاستشعار في المواقع الخطرة أو النائية (مثل أعماق البحار أو القطب الشمالي) حيث يكون تغيير البطاريات غير عملي.

وكذلك يمكنها تشغيل المعدات وأجهزة الاستشعار المستعملة في الدفاع والأمن، وبخاصةً في الأماكن التي يصعب فيها الصيانة.

والبطارية مثالية للأجهزة التي تتطلب صغر الحجم وطول العمر بشكل أكبر من إنتاج الطاقة، على سبيل المثال، يمكنها تشغيل أجهزة تنظيم ضربات القلب، وأجهزة السمع، والغرسات التي تُزرع في داخل جسم الإنسان، مما يُغني عن الجراحة لاستبدال البطاريات.

والبطارية كذلك مثالية للمركبات الفضائية والأقمار الاصطناعية التي هي بحاجة إلى طاقة موثوقة وطويلة الأمد بعيدا عن الشمس، حيث لا تعمل الألواح الشمسية.

غير أن هذه البطاريات تعد غير مناسبة للأجهزة عالية الطاقة (مثل السيارات الكهربائية أو الحواسيب المحمولة) حتى الآن، وقد تتمكن يوما ما من تشغيل الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الهواتف الذكية أو الساعات لعقود من دون الحاجة إلى إعادة شحنها، لكن ذلك يظل قيد البحث حاليا.

يتواجد الكربون-14 عادةً في كتل الجرافيت المُستعملة في المفاعلات النووية، ويستخدمه العلماء لأنه يطلق مستويات منخفضة من الإشعاع، مما يجعله أكثر أمانًا من عديد المواد المُشعّة الأخرى، وبذلك، تساعد هذه التقنية على إعادة تدوير النفايات النووية، مما يجعلها صديقة للبيئة.

ويبلغ عمر النصف للكربون-14 نحو 5700 عام، وهي المدة المطلوبة لفقدان نصف كم الذرات التي بدأت التحلل، مما يعني أنه يتحلل ببطء شديد، ويمكنه توفير مصدر طاقة ثابت لآلاف السنين.

تعمل طبقات الماس كحاجز يحجز جميع الإشعاعات، مما يجعل الجزء الخارجي من البطارية آمنًا تمامًا، على عكس البطاريات النووية التقليدية الموجودة منذ عقود (مثل تلك المستعملة في البعثات الفضائية)، ولكنها عادةً ما تستعمل مواد أكثر خطورة (مثل البلوتونيوم) وهي أكبر حجمًا بكثير.

وبمجرد تركيبها، لا تتطلب هذه البطارية أي صيانة أو إعادة شحن طوال فترة تشغيلها، كما أن النواة المشعة محمية بالكامل بطبقات الماس، مما يمنع أي إشعاع من التسرب ويجعله آمنًا للاستخدام.

وقد بلغ حجم النموذج الأولي الذي طوره الباحثون بحجم عملة معدنية، مثل تلك البطاريات المستخدمة في الساعات أو أجهزة السمع، وقد صُممت البطارية لإنتاج طاقة منخفضة على أمد طويل، وليس دفعات عالية من الطاقة.

يشار الى ان وحدات تخزين الطاقة التي يمكن شحنها من الكهرباء ثم تنفد الطاقة منها ببطء، اصبحت على مدار اليوم، القلب النابض للأجهزة المحمولة المعاصرة، وقد شكلت بطاريات الليثيوم أيون طفرة في حلول تخزين الطاقة والتنقل بها من مكان لآخر، ومهدت لثورة في الأجهزة الإلكترونية التي نستعملها اليوم.

وكانت شركة “سوني” هي أول من طرح بطاريات الليثيوم أيون للاستخدام التجاري في عام 1991 عندما كانت الشركة تبحث عن حلول لإطالة عمر بطارياتها المستخدمة في كاميرات الفيديو. وتستعمل الآن بطاريات الليثيوم أيون لتوفير الطاقة للكثير من الأجهزة الإلكترونية الحديثة، من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمول وحتى فرش الأسنان الكهربائية والمكانس الكهربائية المحمولة.

وتنبأ العلماء، أن بطاريات الليثيوم أيون سيحل محلها وسائل جديدة لتخزين الطاقة في كثير من الاستعمالات المعاصرة، بخاصة في البيئات المتطرفة، على مدى القرن المقبل.