Energia
Scienziati britannici realizzano una batteria al Carbonio 14 che può durare 5700 anni
Scienziati dell’Università di Bristol hanno realizzato una batteria che trae energia dal decadimento del Carbonio 14 e che è posta letteralmente dentro un diamante. Gli usi possono essere innumerevoli, dall’esplorazione spaziale alla medicina
Gli scienziati dell’Università di Bristol e dell’Autorità britannica per l’energia atomica (UKAEA) hanno sviluppato con successo la prima batteria al diamante al carbonio-14 del mondo.
Questa rivoluzionaria fonte di energia ha il potenziale per alimentare dispositivi per migliaia di anni, offrendo una soluzione sostenibile ed efficiente per un’ampia gamma di applicazioni.
Carbonio 14, con 6 protoni, 6 elettroni e 8 neutroni.
Come funziona la batteria al carbonio-14
La batteria al carbonio-14 sfrutta il decadimento radioattivo del carbonio-14, un isotopo radioattivo comunemente usato nella datazione al radiocarbonio, per generare elettricità. Racchiusa in un diamante, uno dei materiali più duri conosciuti, la batteria cattura in modo sicuro le radiazioni per produrre energia.
Decadimento carbonio 14 in Azoto 14, e, a sua volta, generazione del Carbonio 14 dall’Azoto 14
Il carbonio-14 emette radiazioni a corto raggio, che vengono assorbite dall’involucro di diamante, garantendo la sicurezza e generando bassi livelli di elettricità. La batteria funziona in modo simile ai pannelli solari, ma invece di convertire la luce in elettricità, utilizza gli elettroni in rapido movimento provenienti dal decadimento radioattivo.
Il risultato è una fonte di energia affidabile e di lunga durata, con una durata impressionante. Poiché il carbonio-14 ha un’emivita di 5.700 anni, la batteria manterrà metà della sua energia anche dopo migliaia di anni.
Sarah Clark, Direttore del Ciclo del Combustibile al Trizio presso l’UKAEA, ha sottolineato la sostenibilità e la sicurezza di questa innovazione, affermando: “Le batterie diamantate offrono un modo sicuro e sostenibile per fornire livelli continui di microwatt di potenza. Si tratta di una tecnologia emergente che utilizza un diamante fabbricato per racchiudere in modo sicuro piccole quantità di carbonio-14”.
Debole radio-luminescenza, catturata da una telecamera a bassa intensità luminosa, da un film di carbonio sintetico di diamante realizzato con atomi di carbonio-14 beta-emittenti.
Applicazioni versatili in medicina, nello spazio e oltre
Uno degli aspetti più promettenti delle batterie al carbonio-14 è la loro versatilità. Queste batterie possono essere utilizzate in una varietà di ambienti e dispositivi in cui le fonti di energia convenzionali non sono praticabili.
La batteria al diamante biocompatibile potrebbe rivoluzionare l’assistenza sanitaria, alimentando impianti come pacemaker, apparecchi acustici e dispositivi oculari.
A differenza delle batterie tradizionali, che necessitano di frequenti sostituzioni, la batteria al diamante potrebbe durare decenni, riducendo il disagio del paziente e i rischi chirurgici.
Inoltre, queste batterie sono ideali per le missioni spaziali e per i luoghi remoti della Terra. Potrebbero alimentare navicelle spaziali, satelliti e persino tag a radiofrequenza (RF) per decenni, riducendo i costi e prolungando la durata di vita operativa.
“La nostra tecnologia di micropotenza può supportare un’intera gamma di importanti applicazioni, dalle tecnologie spaziali e dai dispositivi di sicurezza agli impianti medici. Siamo entusiasti di esplorare queste possibilità con i partner dell’industria e della ricerca”, ha dichiarato il professor Tom Scott dell’Università di Bristol, sottolineando il potenziale della batteria.
Una soluzione sostenibile alle scorie nucleari
Il carbonio-14 utilizzato in queste batterie viene estratto da blocchi di grafite, un sottoprodotto dei reattori a fissione nucleare. Riutilizzando questo materiale radioattivo, la tecnologia riduce i rifiuti nucleari e crea una preziosa fonte di energia. Solo nel Regno Unito sono presenti quasi 95.000 tonnellate di blocchi di grafite.
Il processo prevede l’utilizzo di un impianto di deposizione al plasma, un dispositivo specializzato sviluppato dal team di collaborazione dell’UKAEA e dell’Università di Bristol, per far crescere la struttura del diamante.
Questo approccio non solo fornisce un uso pratico per i rifiuti radioattivi, ma riduce anche i costi e le sfide dello stoccaggio sicuro.
Sicura, sostenibile e rivoluzionaria
La batteria di diamanti al carbonio-14 non è solo una meraviglia tecnologica, ma anche una soluzione energetica sicura. Le sue radiazioni a corto raggio sono completamente assorbite dall’involucro di diamante, garantendo l’assenza di emissioni nocive. Anche in caso di smaltimento, la batteria può essere restituita al produttore per un riciclaggio sicuro.
Combinando l’esperienza della ricerca sulla fusione e l’ingegneria innovativa, questo sviluppo innovativo promette di rimodellare il futuro dell’energia. Che si tratti di alimentare dispositivi medici, veicoli spaziali o sensori remoti, le batterie al diamante di carbonio-14 offrono uno sguardo a un futuro sostenibile ed efficiente.
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