Tom Scott wraz z zespołem materiałoznawców, fizyków i chemików, opracowuje baterię nowej generacji, która ma być zasilana wyhodowanymi w laboratorium diamentami wykonanymi z odpadów jądrowych. Inspiracją do badań był robot wulkaniczny, który w 2018 roku wylądował w pobliżu krateru wulkanu Stromboli. Robot zasilany był energią jądrową dzięki baterii wielkości kostki czekolady.
W przeciwieństwie do w większości nowoczesnych baterii, które wytwarzają energię elektryczną w wyniku reakcji chemicznych, bateria nad którą pracuje zespół Scotta gromadzi cząsteczki wypluwane przez radioaktywne diamenty. Chociaż bateria wielkości paznokcia wciąż znajduje się w fazie prototypowej, odnotowano, że wykazuje poprawę wydajności i mocy w porównaniu z istniejącymi bateriami jądrowymi.
Scott wraz z chemikiem Neilem Foxem założyli firmę pod nazwą Arkenlight, aby skomercjalizować swój wynalazek. Po dopracowaniu prototypu, Arkenlight ma założyć pilotażowy zakład masowej produkcji baterii nowej technologii. Firma planuje wprowadzić na rynek pierwsze baterie jądrowe do 2024 roku.
– Czy będziemy mogli zasilić pojazd elektryczny? Odpowiedź brzmi: nie. Aby zasilić coś tak energochłonnego, masa akumulatora musiałaby być znacznie większa niż masa pojazdu – mówi Morgan Boardman, dyrektor generalny Arkenlight.
Gdzie przełom?
Diamentowe baterie nie staną się też rewolucją na rynku smartfonów ani notebooków. Powszechnie znane baterie, takie jak ogniwa litowo-jonowe w smartfonie lub baterie alkaliczne w pilocie, świetnie radzą sobie z wyładowywaniem dużej ilości energii przez krótki czas. Akumulator litowo-jonowy może działać tylko przez kilka godzin bez doładowania, a po kilku latach straci znaczną część swojej pojemności.
Z kolei baterie jądrowe lub ogniwa betawoltaiczne mają na celu wytwarzanie niewielkich ilości energii przez długi czas. Nie wytworzą więc wystarczającej ilości energii, aby zasilić smartfon, ale w zależności od używanego materiału jądrowego mogą zapewnić stały dopływ prądu do małych urządzeń przez tysiące lat.
Dlatego też firma szuka zastosowań dla swojego wynalazku w miejscach, gdzie regularna wymiana baterii jest utrudniona, bądź niebezpieczna. Jak czujniki w składowiskach odpadów jądrowych lub na satelitach.
Boardman widzi również zastosowania bliżej domu, takie jak używanie firmowych baterii jądrowych do rozruszników serca. Wyobraża sobie przyszłość, w której ludzie będą przechowywać baterie i wymieniać urządzenia, a nie odwrotnie.
Radioaktywne odpady w salonie
Wielu ludzi do projektu Arkenlight zniechęca wizja posiadania fragmentu radioaktywnych odpadów we własnym domu. Ale zagrożenie dla zdrowia ze strony betawoltaików jest porównywalne z ryzykiem dla zdrowia, jakie stanowią znaki ostrzegawcze, w których wykorzystywany jest materiał radioaktywny zwany trytem, który pozwala uzyskać charakterystyczny czerwony blask.
W przeciwieństwie do promieni gamma lub innych, bardziej niebezpiecznych rodzajów promieniowania, cząstki beta mogą zostać zatrzymane przez zaledwie kilka milimetrów osłony.
– Zwykle wystarcza obudowa baterii, aby zatrzymać wszelkie emisje. Wnętrze w ogóle nie jest radioaktywne, co czyni je bardzo bezpiecznymi dla ludzi – mówi Lance Hubbard, naukowiec zajmujący się materiałami w Pacific Northwest National Laboratory, który nie jest powiązany z Arkenlight. Kiedy bateria się wyczerpie, rozpada się do stanu stabilnego, co oznacza brak resztek odpadów nuklearnych.
Arkenlight twierdzi, że bateria wciąż będzie udoskonalana przez kilka lat w laboratorium, zanim będzie gotowa do użytku komercyjnego. Ale technologia już teraz wzbudza zainteresowanie ze strony przemysłu kosmicznego i jądrowego. Boardman mówi, że Arkenlight niedawno otrzymał od Europejskiej Agencji Kosmicznej kontrakt na opracowanie baterii diamentowych do specjalnych czujników, które emitowałyby słaby sygnał radiowy służący do identyfikacji satelity przez tysiące lat.
Arkenlight jest również w trakcie opracowywania komórek gammawoltaicznych, które pochłaniałyby promienie gamma emitowane przez składowiska odpadów jądrowych i wykorzystywały je do wytwarzania energii elektrycznej.
Arkenlight nie jest jedyną grupą zajmującą się bateriami jądrowymi. Amerykańskie firmy, takie jak City Lab i Widetronix, od dziesięcioleci rozwijają komercyjne ogniwa betawoltaiczne.