باتری نانو الماس با طول عمر باورنکردنی

باتری نانو الماس  قابلیت جهانی زندگی کردن را فراهم می کند. اما چرا؟

زندگی مدرن امروزی در لابه‌لای دستگاه های مجهز به باتری و موبایل که سبب شده است روزمره ما تحت تاثیر قرار بگیرد، به شدت قابل اطمینان به نظر می رسد. دستگاه های مخابراتی، وسایل حمل و نقلیه و تمام آن چه که امروزه در جهان مدرن دیده می شود، وابسته به باتری ها است.

در کنار استفاده از باتری، همواره تقاضاهای فزاینده ای برای کارآمد و مقرون به صرفه شدن آن ها وجود دارد. از همین رو استفاده از باتری های معمولی نگرانی های غیر قابل اطمینانی را به بار آورده است. یکی از نگرانی ها را باید در رابطه با محل زندگی یا کره خاکی معرفی کرد که بیشتر باتری ها در تجمع زباله و در نتیجه گرم شدن زمین، بسیار موثر هستند.

در این بخش قصد داریم به بررسی یک محصول ساخته شده مبتنی بر اصول و فرایندهای توسعه پایدار بپردازیم. برای آشنایی با NDB همراه ما باشید.

باتری نانو الماس

باتری نانو الماس چیست؟

Nano Diamond Battery (NDB) یک باتری ولتائیک آلفا، بتا و نوترون با قدرت بالا، بر پایه الماس است که می تواند به شکل مادام العمر و بدون آسیب به محیط زیست، استفاده شود.

ان بی دی مدعی است که می تواند برای بسیاری از برنامه ها، انرژی دائمی فراهم کند و همچنین می تواند تمام محدودیت های باتری های شیمیایی را بر طرف کند.

باتری نانو الماس در واقع مانند یک مولد هسته ای کوچک عمل می کند که منبع تغذیه آن را باید ایزوتوپ های رادیویی سطح متوسط و بالا معرفی کرد. این منابع تغذیه توسط چندین لایه الماس مصنوعی محافظت می شوند.

در NBD، انرژی از طریق فرآیندی به نام پراکندگی غیر الاستیک در الماس جذب می شود که برای تولید برق قابل استفاده است.

فرآیند خود شارژ کردن نیز برای عمر کامل هر دستگاه NDB، با حداکثر 28 هزار سال پیش بینی شده است.

از آنجایی که باتری های نانو الماس به طور خودکار شارژ می شوند، فقط برای قرار گرفتن در این حالت خودکار، نیاز دارند که در معرض هوای طبیعی قرار بگیرند. هرگونه شارژ اضافی دریافت شده توسط ان دی بی، می تواند در خازن ها، ابر خازن ها و سلول های ثانویه ذخیره شود.

در حقیقت راز آشکار باتری نانو الماس را باید در حجم ذخیره سازی آن دانست که می تواند برای باتری تلفن همراه، هواپیما، موشک، وسایل نقلیه، سنسورها و سایر دستگاه ها و ماشین آلات، عمر طولانی بیافریند.

باتری نانو الماس و فناوری آن

فناوری موجود در NDB

فناوری  DNV(Diamond Nuclear Voltaic)، به عنوان یک دستگاه، از یک نیمه هادی از جنس فلز و سرامیک است که دارای دو سطح تماس برای تسهیل جمع آوری بار در نظر گرفته شده است.

در این دستگاه، چندین واحد منفرد از طریق کانال های رسانایی به یکدیگر متصل هستند که با رسوب Ni در کنار NDV ساخته می شوند. قرار گیری عنصر Ni در کنار ان دی وی، یک تماس +ve و -ve در سیستم باتری ایجاد می کند که به آن پشته DNV می گویند.

در این بین، رادیو ایزوتوپ هایی وجود دارد که پس از پوسیدگی، یک تابش آلفا، بتا یا نوترون از خود آزاد می کنند. امر آزاد سازی به طور غیر ذاتی در الماس تک بلوری SCD پراکنده می شود تا بارهایی را توسط جمع کننده های شارژ، تولید کند.

هر لایه از پشته دی ان وی، از یک منبع خروجی با انرژی بالا تشکیل شده که نوع آرایش کلی سیستم باتری نانو الماس را بهبود می بخشد.

تبدیل سریع تابش به الکتریسیته، مقادیر زیادی گرما تولید می کند. با قرار دادن یک لبه بین واحدهای DNV که باعث تسهیل پراکندگی غیر الاستیک می شود، برق تولید خواهد دشد. پراکندگی غیر الاستیک در این فناوری، از وجود SCD در واحد DNV ناشی می شود که این طرح از جذب خود در مقابل گرما توسط ایزوتوپ ها نیز جلوگیری می کند.

فناوری موجود در باتری نانو الماس به دلیل ساختار طراحی انعطاف پذیر، می تواند متناسب با هر کاربرد و هر شکلی باشد. به این معنا که حتی در سیستم هایی که تنها نیاز به 40 میکرو متر جای دارند نیز می توان از NDB استفاده کرد.

نکته مهم این فناوری، مرتبط با فرآیند بازیافت هسته ای زباله رادیواکتیو است که پس از هر پردازش، بازیافت می شود تا یک پایداری چندین هزار ساله ایجاد کند.

باتری نانو الماس و برنامه های کاربردی

برنامه های کاربردی استفاده از NDB

امروزه استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی به شدت توسط دولت های مختلف تبلیغ می شود. به همین دلیل این خودروها در سال های اخیر دارای رشد بسیاری بوده اند.

به طور طبیعی، مولفه اصلی حرکت در خودروهای برقی، باتری محرک نام دارد که باتری نانو الماس را می توان به عنوان یک راه حل دائمی برای آن در نظر گرفت.

نکته جالب در رابطه با مصرف NDB در خودروها این است که این باتری تمام جنبه های کلاسیک و نوین را پوشش می دهد و همچنین می تواند از نوآوری های جدید در خودروها پشتیبانی کند.

هوافضا نیز یکی از بازارهای هدف باتری نانو الماس محسوب می شود. با این حساب این باتری در صنعت هواپیمایی نیز کارکرد گسترده ای خواهد داشت. تامین انرژی اساسی در نقاطی چون کابین خلبان برای بهبود ایمنی هواپیمایی و تامین انرژی جعبه سیاه برای کمک به نجات هواپیماهای گم شده، از مهم ترین کاربری های NDB محسوب می شود.

در فناوری های پزشکی نیز برای دستگاه هایی که لازم است در حالت درجا کار کنند می توان از ان دی بی استفاده کرد. به طوری که به راحتی قابل کاشت در سمعک ها و ضربان سازهای قلبی هستند. با وجود فناوری موجود در NDB، بیماران لازم نیست که نگران نشت احتمالی تابش ها باشند. چنین امری کاملا قابل جلوگیری است.

باتری نانو الماس علاوه بر موارد و فناوری های ذکر شده، در صنعت- ایمنی نیز بسیار کاربردهای ویژه ای می تواند داشته باشد. به طوری که قادرند اکثر برنامه های پیاده سازی را از سوی مراکز داده، مکان راه دور و برنامه های محیطی، در یک بهره وری خوب قرار دهد.

همچنین پشتیبانی در استفاده از IoT یکی از کاربردهای باتری های نانو الماس محسوب می شود. در واقع بدون در نظر گرفتن تخلیه باتری می توانید از اینترنت اشیا نیز استفاده کنید.

باتری نانو الماس و سبز بودن

در نتیجه..

فناوری باتری نانو الماس را باید جایگزین منابع انرژی مانند باتری های بنزینی و لیتیوم یونی معرفی کرد. این باتری ها علاوه بر آن که دارای عمر طولانی هستند، سبز نیز شناخته می شوند. در حقیقت NDB یک باتری با انرژی بیشتر، ماندگارتر و مستقل از آب و هوا است که ارزشی افزوده برای کمبود محصولات جانبی مضر و بازیافت زباله های هسته ای را به همراه دارد.

جالب است که اساسی ترین مشکل سایر باتری ها به خصوص باتری های لیتیوم یونی، در کمبود منابع کبالت است. با وجود NDB نیازی به منابع کبالت نیست. در واقع از آنجایی که ان دی بی، نه تنها به کبالت، بلکه به خیلی از چیزها وابسته نیست، می تواند یک راه حل مناسب برای ساختار زیست محیطی کره زمین تلقی شود.

در کل یکی از مهم ترین روندهای تاریخ تولید انرژی را باید در کارایی باورنکردنی باتری های نانو الماس توصیف کرد که علاوه بر عمر طولانی مصرف، می تواند جهان را از آلاینده های گوناگونی هم نجات دهد.

منبع techbriefs

دیدگاه‌ خود را بنویسید

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

اسکرول به بالا