นี่คือ “แบตเตอรี่”(นาโนไดมอนด์) สามารถอยู่ได้นานถึง 28,000 ปี

ในปัจจุบันอาจกล่าวได้ว่าพลังงานไฟฟ้าเป็นสิ่งที่จำเป็นมากสำหรับมนุษย์เรานั้น ในบางครั้งเราก็จำเป็นที่จะต้องการใช้งานบางอย่างที่ไม่สามารถเสียบปลั๊กได้โดยตรง ทำให้ต้องใช้แบตเตอรี่แต่มันก็มีข้อจำกัดเรื่องพลังงานกับระยะเวลาที่สามารถใช้ได้ และความต้องการใช้งานไฟฟ้าเป็นจำนวนมากทำให้เราจำเป็นที่จะต้องผลิตไฟฟ้าให้เพียงพอต่อการใช้งาน ทั้งจากน้ำ ลม แสงแดด แก๊ส หรือจากพลังงานนิวเคลียร์ที่ให้พลังงานในปริมาณที่เยอะมาก แต่ก็ต้องแลกมากับกากกัมมันตรังสีที่มีความอันตรายและกำจัดได้ยาก จากปัญหาเรื่องแบตเตอรี่และกากกัมมันตรังสีจึงได้มีแนวคิดที่จะใช้ประโยชน์และแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น

รูปที่ 1 : แบตเตอรี่นาโนไดมอนด์ (เครดิต: Bigthink)

นี่คือ แบตเตอรี่นาโนไดมอนด์ (Nano Diamond Batteries) แบตเตอรี่ที่ผลิตมาจากกากกัมมันตรังสี โดยบริษัทเอ็นดีบี (Nano Diamond Batteries: NDB) จากแคลิฟอร์เนีย เชื่อว่าสามารถแก้ปัญหาทั้งสองนี้ได้ พวกเขาได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองซึ่งทำจากกากกัมมันตรังสีซึ่งทำให้มีอายุการใช้งานยาวนาน ที่ผลิตประจุออกมาเอง แทนที่จะเก็บพลังงานจากที่อื่น

บริษัทเอ็นดีบีได้วางแผนที่จะสร้างต้นแบบเชิงพาณิชย์เครื่องแรกในห้องปฏิบัติการที่จะทำเป็นแบตเตอรี่ ตามรายงานของสำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศกล่าวว่า แกนกลางของเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้กราไฟท์ (Graphite) โดยทั่วไปอาจมีกราไฟท์มากถึง 2,000 ตัน

ซึ่งกราไฟต์จะประกอบด้วยไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคาร์บอน-14 (Carbon 14) ซึ่งเป็นไอโซโทปรังสีชนิดเดียวกันกับที่นักโบราณคดีใช้สำหรับการตรวจสอบหาค่าคาร์บอนเพื่อวัดอายุของสิ่งนั้น ซึ่งมีค่าครึ่งชีวิตเป็น 5,730 ปี โดยจะแปรสภาพเป็นไนโตรเจน 14 (Nitrogen 14) แอนตี้นิวตริโน (Anti-Neutrino) และอิเล็กตรอนสลายตัวแบบเบตา (Beta Decay Electron) ซึ่งมีการสร้างประจุที่เป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าที่มีศักยภาพ

รูปที่ 2 : ปฏิกิริยาเคมีคาร์บอน-14 แปรสภาพ (เครดิต: NDB)

บริษัทเอ็นดีบีได้ทำให้กราไฟต์บริสุทธิ์เปลี่ยนเป็นเพชรเม็ดเล็กๆด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ พวกเขาได้ออกแบบเพชรคาร์บอน-14 (Carbon-14 Diamonds) ขนาดเล็กของพวกเขาเพื่อผลิตพลังงานจำนวนมาก เพชรยังทำหน้าที่เป็นสารกึ่งตัวนำสำหรับสะสมพลังงานและเป็นแผ่นระบายความร้อน แต่พวกมันยังคงมีกัมมันตภาพรังสีอยู่ ดังนั้นจึงห่อหุ้มไว้ในเพชรคาร์บอน-12 (Carbon-12 Diamonds) ที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสีอีกทั้งยังมีราคาไม่แพงมากนัก ซึ่งเปลือกที่แวววาวเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการแผ่รังสีของเพชรคาร์บอน-14

โดยมีการวางแผนที่จะสร้างแบตเตอรี่แบบมาตรฐานทั้ง AA, AAA, 18650 และ 2170 หรือเป็นขนาดที่กำหนดเอง ซึ่งมีชั้นเพชรซ้อนกันหลายชั้นพร้อมกับแผงวงจรขนาดเล็กและตัวเก็บประจุยิ่งยวดสำหรับรวบรวม จัดเก็บ และคายประจุพลังงาน ผลลัพธ์ที่ได้คือแบตเตอรี่ที่จะมีอายุการใช้งานยาวนานมาก

ได้มีการคาดการณ์ว่าหากใช้แบตเตอรี่ในที่ที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น เซ็นเซอร์ดาวเทียม อาจใช้งานได้ถึง 28,000 ปี ในแบตเตอรี่รถยนต์จะมีอายุการใช้งานประมาณ 90 ปี หรือสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น โทรศัพท์มือถือและแท็บเล็ต บริษัทคาดว่าจะมีการใช้งานแบตเตอรี่ได้ประมาณ 9 ปี ลองนึกภาพมันอยู่ในมือถือด้วยแบตเตอรี่ขนาดเดียวกันและไม่จำเป็นที่จะต้องชาร์จเลยตลอดการใช้งาน

บริษัทคาดว่าจะการผลิตในเชิงพาณิชย์แบบที่ใช้พลังงานต่ำออกสู่ตลาดในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า และตามมาด้วยแบบที่มีประสิทธิภาพสูงในประมาณ 5 ปีข้างหน้า หากทุกอย่างเป็นไปตามแผนที่วางไว้ เทคโนโลยีนี้อาจจะเป็นก้าวสำคัญที่ก้าวไปข้างหน้า โดยให้พลังงานที่มีต้นทุนต่ำและระยะยาวแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และยานยนต์ของโลก บริษัทกล่าวว่า เราสามารถเริ่มต้นที่ระดับนาโนและไปถึงดาวเทียมเลยทีเดียว

บริษัทยังคาดว่าแบตเตอรี่ของพวกเขาจะมีราคาที่แข่งขันได้เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ในปัจจุบัน ซึ่งรวมถึงลิเธียมไอออน และอาจจะถูกกว่าด้วยซ้ำเมื่อผลิตในปริมาณมาก เจ้าของกากกัมมันตรังสีอาจจะยินดีที่จ่ายเงินให้บริษัทเพื่อขจัดปัญหาเหล่านี้ โดยหวังว่าในอนาคตจะมีการพัฒนาให้สามารถใช้งานได้จริง

อ้างอิง: Bigthink, NDB

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *