Andare a prendere rifiuti radioattivi, trasformarli in piccoli diamanti e poi tirarne fuori una batteria che duri fino a 28 mila anni sembra la trama del prossimo film di Star Trek. L’azienda californiana NDB (Nano Diamond Battery) afferma che i suoi sistemi d’accumulo auto ricaricanti stravolgeranno il mondo dell’energy storage.
Hanno completato anche due test ufficiali per provare il loro corretto funzionamento. L’innovazione del prodotto offerto da NDB consiste nella creazione di un rivestimento di nano-diamante realizzato a partire dal carbonio-12, il quale non è radioattivo, è altamente resistente e previene le perdite di radiazioni. Questo strato funge da protezione alla batteria creata a partire dalle scorie nucleari di carbonio-14 in grado di durare fino a 28.000 anni.
Il segreto? Il cuore della tecnologia è costituito da un piccolo pezzo di scorie nucleari riciclate. L’azienda ha studiato come riutilizzare parti di reattori nucleari in grafite che hanno assorbito le radiazioni dalle barre di combustibile divenendo radioattive. Questa grafite è ricca del radioisotopo carbonio-14 (C-14), che subisce un decadimento beta in azoto, rilasciando nel processo un elettrone.
Nano Diamond Battery intende prelevare questa grafite, purificarla e impiegarla per creare minuscoli diamanti al C-14 su scala nanometrica. Il reticolo cristallino fungerebbe da semiconduttore e dissipatore di calore, raccogliendo la carica (generata dal decadimento) e trasportandola all’esterno. Il diamante radioattivo sarebbe a sua volta contenuto all’interno di un altro diamante, artificiale, stabile ed economico, con lo scopo di previene fughe di radiazioni e possibili manomissioni.
Come funziona una batteria a nano diamanti?
Per creare una cella di batteria, diversi strati di questo nano-materiale devono essere impilati e conservati con un piccolo circuito integrato, aggiungendo un piccolo supercondensatore per raccogliere, immagazzinare e distribuire istantaneamente la carica. Per ora, tuttavia, il progetto è ancora allo stadio di prova di concetto, una bozza progettuale senza alcun prototipo funzionante. Ma la società afferma che il prodotto finale sarà pronto e per il mercato di massa in 5 anni; e che sarà conforme a qualsiasi forma o standard, inclusi AA e AAA.
Per quanto incredibile possa apparire l’idea, il principio alla base della nuova “nano diamond battery” non è affatto nuovo. Già nel 2016 un team di fisici e chimici dell’Università di Bristol aveva realizzato un prototipo di “batteria a propulsione nucleare” utilizzando Nickel-63 come sorgente di radiazioni.
I vantaggi? Il dispositivo è teoricamente dotato di una vita ben più lunga delle controparti commerciali al litio, e non avrebbe bisogno di essere ricaricato.
Il problema principale per questa tecnologia, esclusi i costi di produzione, rimane tuttavia la bassa densità di potenza. La NDB non ha rilasciato numeri ufficiali ma secondo la ricerca dell’Università di Bristol una batteria, contenente 1 g di carbonio-14, fornirebbe 15 Joule al giorno. Un valore ben al di sotto di una batteria alcalina AA.
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