ساخت باتري​هايي برپايه آب هسته​اي با شارژ دهي بيشتر

Print Friendly

محققان در دانشگاه میسوری یک نمونه اولیه از یک باتری مبتنی بر آب هسته​ای ساخته اند که زمان بيشتري شارژ دهي دارد، در مقابل فن​آوري باتري هاي امروزي، و در نهایت ممکن است به عنوان یک منبع مورد اعتماد براي استفاده در وسایل نقلیه، فضاپیما، و برنامه های کاربردی دیگر که در آن طول عمر، قابلیت اطمینان، و بهره وری اهمیت دارد قرار گيرند.

فن​آوري”Betavoltaics، استفاده شده​ در اين باتري از سال ۱۹۵۰ مورد مطالعه بوده است، که به تولید انرژی از تابش اشعه، به عنوان یک منبع انرژی استوار است.

استاد جائه وي کان، از دانشکده مهندسی ميسوري مي گويد: “فن آوری های هسته ای کنترل شده ذاتاً خطرناک نیست. در حال حاضر بسیاری از کاربردهای تجاری فن آوری هسته ای در زندگی ما از جمله آشکارسازهای آتش در اتاق خواب و علائم خروج اضطراری در ساختمان مورد استفاده قرار مي گيرند، پس نبايد وقتي نام انرژي هسته اي بکار ميرود خيلي ترسيد.”

محققان با استفاده از ایزوتوپ رادیواکتیو استرانسیوم-۹۰ به منظور افزایش انرژی الکتروشیمیایی تولید شده در یک محلول مبتنی بر آب، که در آن یک الکترود نانو دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک کاتالیزور وجود دارد، کاتالیزور با تشعشع خود باعث تجزيه آب مي شود. در نتیجه، زمانی که اشعه بتا با انرژی بالا از پلاتین و نانو دی اکسید تیتانیوم متخلخل عبور می کند، يک جفت الکترون در داخل حفره دی اکسید تیتانیوم تولید شده، و ایجاد یک جریان الکتریکی مي کند.

در اينجا آب به عنوان یک بافر، سطح پلاسمون در دستگاه را ایجاد و در افزایش بهره وری بسیار مفید عمل مي​کند.

استفاده از اين راه حل های یونی، که به راحتی در دمای بسیار پایین کار مي​کند، می تواند در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی از جمله باتری ماشین، و اگر به درستی بسته بندی شود، شاید در فضاپیما هم مورد استفاده قرار گيرد.

در اين روش بر خلاف دیگر روش هاي فوتوکاتالیستی، شکستن مولکول هاب آب برای تولید انرژی، با تابش اشعه بتا باعث آزاد شدن انرژی بالا در دستگاه و تولید رادیکال های آزاد در آب به طوری که انرژی جنبشی بوجود آمده سبب ترکیب دوباره  مولکول های آب مي شود و دوباره با استفاده از الکترود پلاتین دی اکسید / تیتانیوم  دوباره شکسته مي شود.

در نتیجه، در حالی که سلول های خورشیدی با استفاده از یک مکانیسم مشابه برای انتقال انرژی از طریق حفره-الکترون، تعداد بسیار کمی از رادیکال های آزاد تولید می کنند، زیرا انرژی فوتون اساسا در طیف مرئی، سطوح پایین تر انرژی توليد مي کند، در مقايسه با اشعه بتا تولید شده توسط منبع استرانسیوم، که توانایی افزایش واکنش های شیمیایی براي ايجاد رادیکال های آزاد را در سطوح انرژی براي ايجاد الکترون بیشتر دارد، یک راه بسیار کارآمد تر به تولید طولانی تر و قابل اطمینان تر انرژی است. به طوری که باتری های هسته ای مبتنی بر آب به خوبی مي​تواند یک جایگزین مناسب برای سلول های خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی کم آلوده پایدار است.

تحقیقات تیم دانشگاه ميسوري در مجله نيچر منتشر شده است.

منبع:University of Missouri

 

0 مي پسندم

به اشتراک گذاری این مقاله


مطالب مرتبط

پاسخ دهید

براي ثبت ديدگاه خود مي توانيد با يکي از اکانت هاي خود وارد شويد



نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *