แบตเตอรี่ทำจากเพรชให้กระแสไฟฟ้าเป็นพัน ๆ ปี

ทีมนักฟิสิกส์และนักเคมีจากมหาวิทยาลัยบรีสตอลได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่ทำจากกากนิวเคลียร์และเพชรที่มนุษย์ผลิตขึ้นมาซึ่งสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าจำนวนน้อยได้เป็นพัน ๆ ปี

ถ้าสามารถนำมาใช้ได้จริงจะทำให้เราแก่ปัญหาได้สองอย่างก็คือ หนึ่งปัญหาการจัดการและกำจัดกากนิวเคลียร์ และสองปัญหาพลังงานโดยเฉพาะในอุปกรณ์ที่ไม่สามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่หรือชาร์จได้และต้องการกระแสไฟฟ้าที่คงที่เป็นเวลานาน ๆ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบตเตอรี่เพรชต้นแบบโดยใช้สารกัมมันตรังสีไอโซโทปนิกเกิล-63 (Nickel-63) เป็นแหล่งรังสี และเมื่อใดเพรชที่ผลิตขึ้นอยู่ใกล้กับรังสีมันก็จะทำให้ปล่อยกระแสไฟฟ้าออกมา

เพรชเกิดจากคาร์บอนที่ได้รับความร้อนสูงในสภาพที่มีความกดอันมหาสาร ดังนั้นปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตเพชรขึ้นมาได้ ขณะนี้ทีมงานต้องการที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่เพรชโดยการใช้คาร์บอน-14 (carbon-14) เป็นแหล่งกัมมันตรังสีแทน คาร์บอน-14 คือคาร์บอนที่มีสารกัมมันตรังสีเจือปนและสามารถผลิตได้จากแท่งกราไฟท์ที่ใช้ในการลดปฏิกิริยานิวเคลียร์ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ซึ่งเมื่อใช้ไปจะต้องเปลี่ยนและส่วนที่เปลี่ยนออกจะเป็นกากนิวเคลียร์

นักวิทยาศาสตร์มีแผนการที่จะสกัดคาร์บอน-14 ออกจากแท่งกราไฟท์นี้และห่อหุ้มด้วยเพชรที่ผลิตขึ้น เพราะว่าสารกัมมันตรังสีของคาร์บอน-14 ถูกห่อหุ้มด้วยเพรชดังนั้นตามทฤษฎีจะปลอดภัยสำหรับการใช้งาน เพชรเป็นสิ่งที่แข็งที่สุด คาร์บอน-14 เป็นสารกัมมันตรังสีที่แพร่รังสีในระยะใกล้เท่านั้นเมื่อถูกห่อหุ้มด้วยเพชรจึงไม่เป็นอันตราย

เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ในปัจจุบันเช่นชนิด AA แบตเตอรี่เพรชนี้จะให้พลังงานน้อยกว่ามาก แบตเตอรี่เพรชถ้ามีสารคาร์บอน-14 หนึ่งกรัมจะให้พลังงาน15 จูล (Joules ) ต่อวัน แบตเตอรี่ AA มีอัตราการให้พลังงาน 700 จูลต่อกรัมแต่ถ้าแบตเตอรี่ AA จ่ายกระแสไฟฟ้าในอัตราสูง ๆ ตลอดเวลากระแสไฟก็จะหมดภายในไม่เกินหนึ่งวัน

ในขณะที่แบตเตอรี่เพรชจะให้พลังงานที่คงที่เป็นพัน ๆ ปี เพราะสารกัมมันตรังสีของคาร์บอน-14 จะจางหายไปครึ่งหนึ่งเมื่อเวลาผ่านไป 5,730 ปีซึ่งถ้าผลิตแบตเตอรี่ในปี 2017 มันสามารถจะจ่ายกระแสไฟฟ้าสูงสุดอย่างต่อเนื่องจนถึงปี 7745 และหลังจากนั้นยังสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ครึ่งหนึ่งของกำลังสูงสุด

แบตเตอรี่เพรชเป็นแบตเตอรี่ให้พลังงานต่อเนื่องสูงสุดเป็นพัน ๆ ปีดังนั้นแบตเตอรี่ชนิดนี้อาจจะใช้ในอุปกรณ์ที่ไม่สามารถเปลี่ยนหรือชาร์จแบตเตอรี่ได้และต้องใช้มันเป็นเวลานาน ๆ เช่น อุปกรณ์กระตุ้นหัวใจอัตโนมัติสำหรับคนเป็นโรคหัวใจที่ต้องผ่าตัดฝังในร่างกายใกล้กับหัวใจซึ่งผ่าตัดครั้งเดียวแบตเตอรี่สามารถใช้ได้ไปตลอดชีวิต

แบตเตอรี่เพรชยังอาจจะใช้ในอุปกรณ์บนดาวเทียมหรือยานอวกาศที่ซึ่งการเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นไปไม่ได้หรือเป็นไปได้ยาก ถึงแม้ว่าในอวกาศจะได้พลังงานจากแสงอาทิตย์ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าก็ตาม แบตเตอรี่ส่วนใหญ่มีอายุการใช้งานและมันเสื่อมสภาพไปตามอายุ ถึงแม้การค้นพบครั้งนี้ยังเป็นการทดลองในขั้นต้น ๆ อยู่แต่ความคิดและความเป็นไปได้จากต้นแบบที่สร้างขึ้นแสดงให้เห็นถึงความน่าทึ่งของแบตเตอรี่เพรชเป็นอย่างมาก

 

 

อ่านเรื่องราวอื่นๆ เกี่ยวกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่


 

ที่มา มหาวิทยาลัยบรีสตอลประเทศอังกฤษ

 

error: กด RightClick แทน