شركة صينية تعلن عن بطارية نووية جديدة قادرة على إنتاج الطاقة لمدة تصل إلى 50 عامًا دون الحاجة لإعادة شحنها

قام علماء صينيون ببناء بطارية نووية يمكنها إنتاج الطاقة لمدة تصل إلى 50 عامًا دون إعادة شحنها. وقال ممثلو شركة بيتافولت "Betavolt" الصينية يوم 8 يناير في بيان مترجم إن التكنولوجيا، التي تحتوي على نظير مشع، أو نسخة من النيكل، كمصدر للطاقة، ستكون الأولى من نوعها المتاحة للشراء.

البطارية الجديدة، التي يطلق عليها اسم "BV100"، أصغر من عملة معدنية، ويبلغ حجمها 15 × 15 × 5 ملم، وتولد 100 ميكرووات من الطاقة. وقال ممثلو الشركة إنه إذا تمت الموافقة على استخدام البطارية الجديدة في أجهزة مثل الهواتف الذكية، فإن الأجيال القادمة من البطارية ستنتهي الحاجة إلى شحنها على الإطلاق.

لكن خوان كلاوديو نينو، عالم المواد في جامعة فلوريدا، يشكك في ذلك، قائلًا: "حجم البطارية يعني أنها تحتوي على نظائر مشعة قليلة نسبيًا وتنتج 0.01% فقط من الكهرباء المطلوبة. وأضاف: "من المؤكد أن استخدامها ضمن نطاق جهاز تنظيم ضربات القلب أو ربما جهاز استشعار لاسلكي. ولكن في شكلها الحالي، فهي ليس لديها ما يكفي من الطاقة لتشغيل الهاتف الخليوي".

وقال نينو: "إن البطاريات النووية هي تقنية راسخة. تم تطوير هذه الأجهزة لأول مرة في أوائل الخمسينيات من القرن العشرين، وهي تستغل الطاقة المنطلقة عندما تتحلل النظائر المشعة إلى عناصر أخرى. وطالما أن العنصر المشع يتحلل، فإن البطارية ستستمر في توليد الطاقة. وهذا يعني أن عمر البطاريات النووية عادة ما يصل إلى عقود من الزمن، وتستخدم عادة لتشغيل المركبات الفضائية أو المحطات العلمية الآلية - حيث يمكن ترك المعدات دون مراقبة لسنوات في المرة الواحدة. كما أنها تستخدم في أجهزة تنظيم ضربات القلب".

تستخدم بطارية بيتافولت النيكل 63 كمصدر مشع، والذي أوضح نينو أنه يتحلل إلى نحاس من خلال مسار بيتا. وقال: "بعبارات بسيطة، لديك نيوترون يتحول إلى بروتون عن طريق انبعاث إلكترون. إذا كان بإمكانك فعل شيء بهذا الإلكترون، فهو مصدر للكهرباء".

وتستخدم بطارية BV100 طبقة من أشباه الموصلات لالتقاط هذه الإلكترونات ونقلها عبر البطارية بطريقة منظمة. أوضح نينو: "يوجد شبه الموصل بين موصل مثل المعدن وعازل مثل المطاط. ولا يمكن للإلكترونات أن تتحرك إلا إذا كان لديها ما يكفي من الطاقة حتى نتمكن من التحكم فيها أثناء تحركها".

وتعمل بطارية بيتافولت على وضع النيكل المشع بين لوحتين رقيقتين للغاية من الماس، وهي مادة شبه موصلة ذات كفاءة خاصة، وتحول الإلكترونات المنبعثة من التحلل الإشعاعي إلى تيار كهربائي قابل للاستخدام.

تشكل هذه النظائر المشعة خطرًا بسيطًا إذا تم استخدامها في الفضاء، على سبيل المثال، ولكنها تحتاج إلى حماية بمواد يمكنها امتصاص الإشعاع الضار إذا تم استخدامها في أجهزة مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب أو في الهواتف الذكية المستقبلية حتى تعتبر آمنة.

وقال نينو: "إن التدريع هنا أمر بالغ الأهمية لأنك لا تريد أن يؤدي أي شيء مشع إلى إتلاف الجسم". عادةً ما يتم دمج الحماية من الإشعاع، والتي غالبًا ما تكون مصنوعة من مواد مثل الرصاص أو التنغستن، في تصميم البطارية، لكن نينو نبه إلى أنه من المهم مطابقة نوع وكمية الحماية مع العنصر المشع المستخدم. وقال نينو: "إذا كنت بحاجة إلى المزيد من الطاقة، ففي هذه الأثناء، يمكنك ببساطة إضافة تركيز أعلى من المصدر المشع، ولكنك تحتاج بعد ذلك إلى حماية إضافية. إن ذلك يمكن أن يصبح غير عملي، إذا تم احتلال المزيد والمزيد من الجهاز بالدرع".

ومع ذلك، على الرغم من الحاجة إلى درع ثقيل، تتميز البطاريات النووية بكثافة طاقة أعلى بكثير من بطاريات الليثيوم أيون التقليدية - عشرة أضعاف ذلك وفقًا لبيتافولت.

ومن الجدير بالذكر أنه لا يزال التحدي المتمثل في كيفية الوصول إلى الحد الأقصى من الطاقة من بطارية واحدة مجالًا للبحث، بينما تخطط شركة بيتافولت لإطلاق بطارية بقدرة 1 واط في عام 2025 في حين يتطلب الهاتف الخلوي القياسي إلى 2-6 واط. وفي غضون ذلك، اقترحت الشركة دمج بطارياتها بالتوازي لزيادة الطاقة الموجهة إلى الجهاز.

ويُذكر أيضًا أن الشركة تخطط أيضًا للبحث في استخدام النظائر النووية المختلفة في الإصدارات المستقبلية من بطاريتها النووية، بما في ذلك السترونتيوم 90 والبروميثيوم 147 والديوتيريوم، والتي يمكن أن تدوم ما بين عامين إلى 30 عامًا في الجهاز.