Nano Diamond Battery (NDB)
นวัตกรรมแบตเตอรี่จากขยะนิวเคลียร์ ที่ใช้งานได้ 28,000 ปี
สตาร์ทอัพจากอเมริการายงานความสำเร็จในการพัฒนาต้นแบบของแบตเตอรี่ที่ใช้ขยะจากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์มาสร้างเป็นถ่ายไฟฉายคุณภาพสูงที่ใช้กันยันลูกหลานบวชโดยไม่ต้องชาร์จกันเลยทีเดียว น่าสนใจไหม ตามไปดูกัน
#แบตเตอรี่ทำจากขยะและเพชร!!
แบตเตอรี่ที่ทาง NBD ผลิตขึ้นมานั้น ใช้เทคโนโลยีที่ทำให้อนุภาค (alpha, beta และ nutron) แผ่ออกมาได้จากขยะนิวเคลียร์แล้วไปชนอะตอมของเพชร เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่อง จนเกิดเป็นกระแสไฟฟ้า
โดยขยะนิวเคลียร์ที่ว่าจะถูกนำมาทำให้เป็นแผ่นบางๆ แล้วประกบด้วยฟิล์มที่ทำจากเพชร (ที่สังเคราะห์ขึ้นมา) ซึ่งเหตุผลที่เลือกใช้เพชรก็เพราะความสามารถในการนำความร้อนที่สูงนอกจากนั้นยังทำหน้าที่ในการป้องกันการแผ่รังสีให้ไม่ออกมานอกตัวเซลล์จนทำอันตรายกับผู้ใช้งานได้
โดยแบตเตอรี่ต้นแบบของบริษัทนั้นผลิตจากแกรไฟต์ที่ได้มาจากแกรไฟต์ภายในเตาปฏิกรณ์ที่เย็นลงแล้วโดยทาง NDB ได้ให้ข้อมูลว่าภายในปี 2023 แบตเตอรี่ที่ผลิตจากขยะนิวเคลียร์และเพชรจะมีความสมบูรณ์พร้อมใช้งานได้จริงๆ
แบตเตอรี่จาก NDB
#วิทยาศาสตร์ของแบตเตอรี่จากนิวเคลียร์
แบตเตอรี่นิวเคลียร์ถูกค้นพบครั้งแรกจริงๆก็เมื่อปี 1913 (เป็น 100 ปีแล้วนะเนี่ย) โดย Henry Moseley (นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ)
โดยแบตเตอรี่รุ่นแรกนั้นประกอบขึ้นจากลูกแก้วที่มีแผ่นโลหะเงินสอดอยู่ภายใน โดยมีแร่ Radium เป็นตัวแผ่รังสีเบต้า ซึ่งไปกระตุ้นให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ เกิดเป็นความต่างศักดิ์ที่สูงมาก (แต่ผลิตกระแสไฟได้ค่อนข้างน้อย)
Henry Moseley
ซึ่งต่อมา Paul Rappaport ก็ได้นำเสนอการใช้เซมิคอนดักเตอร์ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนพลังงานที่เกิดจากการแผ่รังสีให้กลายเป็นไฟฟ้าแทน
โดยอนุภาคเบต้า (ที่มี electronและ positron) จะไปตกกระทบอะตอมของเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้เกิดความไม่สมดุลของชาร์จ เกิดลักษณะเป็นหลุมใน p-n ที่เป็นช่องว่างทำให้ประจุเกิดการเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน จนเกิดเป็นประแสไฟฟ้าขึ้น ซึ่งแบตเตอรี่ที่ใช้กระบวนการแบบนี้ก็มีชื่อเรียกว่า “betavoltaic”
ซึ่งในวงการพัฒนาแบตเตอรี่จากนิวเคลียร์ก็ค่อนข้างตื่นตัวที่เดียว นอกเหนือจาก NDB แล้วก็ยังมีทีมวิจัยในรัสเซีย รวมถึง สตาร์ทอัพที่อังกฤษชื่อ Arkenlight ที่พัฒนาเทคในกลุ่มนี้ด้วย
ลักษณะของ Betavoltaic แบบง่ายๆ
#ทำไมแบตเตอรี่ชนิดนี้จริงน่าสนใจ?
ข้อแรก เพราะวิธีนี้เป็นหนทางในการกำจัดขยะนิวเคลียร์นั้นเอง ในแต่ละปีจะมีขยะนิวเคลียร์กว่า 10,000 ตันถูกผลิตออกมา
ซึ่งการกำจัดขยะในกลุ่มนี้ก็ใช้วิธีการฝังไว้ในหลุมใต้ดินที่ลึกลงไปกว่า 250 - 1000 เมตรสำหรับขยะที่จัดว่าเป็นกลุ่ม High level waste (HLW) ซึ่งเป็นขยะที่ยังแผ่รังสีความร้อนออกมามากกว่า 2 กิโลวัตต์ต่อ 1 ลูกบาศก์เมตร
ซึ่งค่าใช้จ่ายสำหรับการเก็บขยะนิวเคลียร์ก็ไม่ถูกเลย อาทิเช่นรัฐบาลอเมริกาต้องจ่ายให้แก่โรงงานไฟฟ้าในการเก็บรักษาขยะนิวเคลียร์ปีละประมาณ 35 ล้านเหรียญ (อันนี้แค่หนึ่งโรงงานในอเมริกา สำหรับขยะประมาณ 100 กว่าถังนะครับ) ซึ่งค่าใข้จ่ายรวมๆ ในการเก็บขยะนิวเคลียร์ของอเมริกาก็เป็นค่าใช้จ่ายหลักพันล้านเหรียญทีเดียว
สถานที่เก็บขยะนิวเคลียร์ใต้ดินของฟินเเลนด์
ข้อสอง แบตเตอรี่ชนิดนี้เหมาะสำหรับงานที่มีการใช้กระแสไฟฟ้าไม่มาก และยากต่อการชาร์จกระแสไฟฟ้า อย่างเช่นชิ้นส่วนต่างๆ ของยานอวกาศ ซึ่งค่าการใช้งาน 28,000 ปีก็คำนวณจากการใช้งานในอวกาศ
ส่วนการนำไปใช้ในรถยนต์ก็มีความเป็นไปได้ แต่ยังต้องมีการพัฒนากระบวนการต่อเชื่อมเซลล์แพ็คให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเพราะถ้าใช้ระบบปัจจุบัน แบตเตอรี่นิวเคลียร์อาจจะมีน้ำหนักมากกว่าตัวรถก็เป็นได้
แม้ว่ายังเป็นเพียงจุดเริ่มต้นของแบตเตอรี่ที่ผลิตจากขยะนิวเคลียร์ แต่นับว่าเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับ อุปกรณ์ที่ค้องการพลังงานอย่สงต่อเนื่อง แต่ยากที่จะขึ้นไปเปลี่ยนแบตให้บ่อย เพราะในอนาคตโลกจะมีการเชื่อมต่อ ตรวจวัดข้อมูลจำนวนมหาศาล แบตเตอรี่ดีๆสักก้อนคงจะตอบโจทย์ไม่น้อย
Americans are paying more than ever to store deadly nuclear waste, https://www.latimes.com/business/la-fi-radioactive-nuclear-waste-storage-20190614-story.html
Are Radioactive Diamond Batteries a Cure for Nuclear Waste?, https://www.wired.com/story/are-radioactive-diamond-batteries-a-cure-for-nuclear-waste/
Prototype nuclear battery packs 10 times more power, https://phys.org/news/2018-06-prototype-nuclear-battery-power.html
- 54
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
