Onderzoekers ontwikkelen prototype van nucleaire batterij die elektriciteit genereert
Een groep onderzoekers heeft een prototype van een nucleaire batterij ontwikkeld dat in staat is om elektriciteit te genereren met materialen afkomstig van nucleaire fissie. Deze vooruitgang biedt de mogelijkheid om radioactief afval opnieuw te gebruiken, een blijvend probleem binnen de nucleaire industrie, terwijl het ook nieuwe uitdagingen met zich meebrengt op het gebied van schaalbaarheid en commerciële haalbaarheid.
Hoe werken deze nieuwe nucleaire batterijen?
Het systeem is gebaseerd op hogedichtheidscintillatiekristallen, die licht uitstralen wanneer ze worden blootgesteld aan straling. Dit licht wordt opgevangen door gespecialiseerde zonnecellen, die het omzetten in elektriciteit.
In de eerste experimenten testten de onderzoekers de prestaties van de batterij met cesium-137 en kobalt-60, beide bijproducten van nucleaire fissie. De resultaten waren veelbelovend:
- Met cesium-137 werd een opbrengst van 288 nanowatt gerealiseerd.
- Met kobalt-60 bereikte de productie 1,5 microwatt, genoeg om kleine sensoren van stroom te voorzien.
Het team, geleid door onderzoeker Raymond Cao, wijst erop dat deze technologie een haalbare energiebron zou kunnen worden, zolang de productie kan worden opgeschaald tot verschillende wattages.
Uitdagingen voor de haalbaarheid van nucleaire batterijen
Ondanks het potentieel van deze technologie zijn er belangrijke barrières die de toepassing ervan op de massamarkt bemoeilijken:
- Schaalbaarheid: Om een echte alternatieve energiebron te zijn, moeten deze batterijen verschillende wattages genereren, wat het optimaliseren van stralingsabsorptie en energieconversie vereist.
- Productiekosten: De vervaardiging van deze apparaten kan te kostbaar zijn, wat hun toepassing zou beperken tot specifieke gebruiksdoeleinden in plaats van een brede adoptie.
- Veiligheid en afvalbeheer: Hoewel gebruik wordt gemaakt van bestaande radioactieve materialen, is het nog steeds nodig om juiste protocollen voor hun beheer en opslag vast te stellen.
Uit de studie bleek ook dat de vorm en grootte van de kristallen invloed hebben op de hoeveelheid licht die wordt uitgezonden en dus op de gegenereerde energie. Grotere kristallen verbeteren de stralingsabsorptie, wat de energieconversie optimaliseert.
Een haalbare toekomst voor deze batterijen?
Hoewel de eerste resultaten bemoedigend zijn, is er nog een lange weg te gaan voordat deze batterijen een haalbare energieoplossing voor de consumentenmarkt kunnen worden. De hoge productiekosten en de uitdagingen rond schaalbaarheid kunnen ervoor zorgen dat ze beperkt blijven tot specifieke toepassingen, zoals sensoren in extreme omgevingen of langdurige apparaten in de ruimtevaartsector.
Naarmate het onderzoek vordert, zal het van cruciaal belang zijn om te bepalen of de technologie deze barrières kan overwinnen en een echte alternatieve oplossing kan worden voor het benutten van nucleair afval in de opwekking van duurzame energie.
Bron: Nieuws3d