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NDB pensa alla batteria ai nano-diamanti: è per sempre

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batterie nano-diamanti

Una batteria praticamente eterna, che non si ricarica mai e si scarica in migliaia di anni. E in più risolve il problema planetario dello smaltimento delle scorie radioattive. L’annuncio è incredibile. Eppure l’azienda californiana NDB Technology afferma che la sua batteria ai nano-diamanti avrà esattamente queste caratteristiche. I primi prototipi industriali, però, arriveranno solo fra 5 anni.  Nel frattempo parte una campagna di raccolta fondi per finanziare il progetto.

Tutto parte dal carbonio 14 radioattivo

Di cosa si tratta? Di mini generatori nucleari spiega NDB. In realtà la batteria ai nano-diamanti sfrutta un principio ben noto: il radioisotopo carbonio-14, che subisce un decadimento beta in azoto, rilascia un anti-neutrino e un elettrone durante tutto il processo. E ci mette mediamente 28.000 anni prima di terminarlo.

batteria ai nanon-diamanti
Ecco come si degradano gli atomi di carbonio 14

 

Dalle scorie radioattive ai nano-diamanti

L’analisi del decadimento del carbonio 14, del resto, è il metodo diffuso tra gli archeologi per datare i reperti fossili. NDB ha studiato un modo per “estrarlo” dalla grafite dei reattori nucleari, purificarlo, trasformarlo in nano-diamanti sintetici, assemblarli, ricavarne energia sufficiente a generare una corrente elettrica. Saranno indistruttibili e sicuri, avranno una densità di energia superiore alle batterie agli ioni di litio. E in alcune applicazioni, come la trazione dei veicoli elettrici, la batteria ai nano-diamanti sarà perfino più economica  dell’attuale al litio.  Fosse tutto vero, scalabile e fattibile, sarebbe la rivoluzione della nostra società. Un balzo secco nella fantascienza. Purtroppo quel che funziona sulla carta non necessariamente si trasforma in realtà. E per ora la batteria di NDB è solo sulla carta e nelle parole del giovane team che l’ha ideata.

nano diamanti

Stando a quel che dice NDB, il cuore di ogni cellula della batteria ai nano-diamanti sarebbe un frammento di  scorie nucleari riciclate. In particolare  parti di reattori nucleari in grafite che hanno assorbito le radiazioni dalle barre di combustibile nucleare diventando esse stesse radioattive. Non trattate, sono scorie nucleari di alta qualità: pericolose, difficili e costose da immagazzinare, con un’emivita molto lunga. NDB prenderebbe  questa grafite, la purificherebbe, la trasformerebbe in piccoli diamanti sintetici al carbonio-14. La struttura del diamante funge da semiconduttore e dissipatore di calore, raccogliendo la carica e trasportandola fuori. Un secondo diamante sintetico  in carbonio 12, non radioattivo ed economico da produrre, racchiuderebbe il “cugino” radioattivo contenendo le radiazioni in un “guscio” quasi indistruttibile.

Il supercondensatore “raccoglie” gli elettroni

nano diamantiPer creare una cella della batteria, diversi strati di questo materiale nano-diamante verrebbero impilati e collegati in un circuito integrato. Un piccolo supercondensatore raccoglierebbe l’energia e rilasciandola alla bisogna.

La sostenibilità economica del processo sarebbe garantita dai pagamenti dei produttori di scorie nucleari, oggi costretti a stoccarle in bunker sotterranei costosissimi e super vigilati.

Questo mini generatore a carica quasi infinita  avrebbe una dispersione di radioattività inferiore a quella emanata dello stesso  corpo umano, quindi sarebbe perfettamente sicura. Potrebbe trovare le prime applicazione nei dispositivi elettrici più difficili da alimentare: pacemaker, installazioni spaziali, devices elettronici portatili.

Assemblata nel pacco batterie di un veicolo elettrico potrebbe offrire un’eccellente densità di potenza e durare fino a 90 anni in quell’applicazione. Potrebbe essere recuperata dalla  vecchia auto e inserita in una nuova . In caso di malfunzionamento, la parte attiva della batteria ai nano-diamanti potrebbe essere riciclata in una nuova cella e a fine vita non resterebbe altro che un sottoprodotto inerte assolutamente innocuo.

Ma i brevetti sono ancora sotto esame

NDB dice di aver completato un concept ed è pronta per costruire il suo prototipo commerciale. Una versione commerciale a bassa potenza arriverà sul mercato in meno di due anni, mentre la versione ad alta potenza utilizzabile sui veicoli elettrici fra cinque anni. NDB è in attesa della registrazione dei suoi brevetti

Batteria ai nano-diamanti, andiamoci piano

Mancano però gli elementi  tecnici minimi (densità di potenza e densità di energia)  per valutare la nuova tecnologia in prospettiva futura. E stando così le cose, non si spiega come un dispositivo del genere possa generare e fornire all’auto la quantità di energia sufficiente a percorrere tratte di centinaia di chilometri. 

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11 COMMENTI

  1. QUELLO CHE GLI AMERICANI CHIAMANO UN GAME-CHANGER.
    Se la batteria nucleare si sviluppa secondo le aspettative descritte da NDB, immaginare che nel giro di un ventennio tutti i veicoli diventino a trazione elettronucleare non è follia, perchè? immaginate di comprare un veicolo che essenzialmente non inquina, non si ricarica, non consuma.
    innanzitutto la spinta iniziale fortissima ad una produzione su larga scala verrebbe dal settore militare USA. Secondo voi il Pentagono non vorrebbe delle jeep, dei tank, dei camion, degli Humvee che non consumano e che hanno range infinito ed in più non inquinano? a fronte di un costo iniziale probabilmente molto più elevato non avrebbero spese di mantenimento e rifornimento.
    Dopo le forze militari, come sempre avviene, la tecnologia verrebbe estesa a tutto il settore civile, per cui ogni truck, ogni pick-up, ogni van, forse ogni treno e dopo ogni nave cargo e poi forse pure gli aerei e gli elicotteri, forti di una batteria super densa di durata indefinita e non inquinante, potrebbero usufruire di una rivoluzione tecnologica incredibile. Ma perchè limitarsi a ciò? immaginate di illuminare e riscaldare una casa completamente un-plugged, oppure un grattacielo. O una fabbrica o un palazzo di uffici?
    Per chi come me è cresciuto leggendo la Trilogia della Fondazione di Isaac Azimov, questa mini-batteria atomica ricorda esattamente la tecnologia sviluppata dalla Seconda Fondazione.
    Fantastico.

  2. Questo studio specifico sembra interessante

    Su di un piano generale lo studio di fenomeni secondari nelle reazioni fisco chimiche sono fondamentali

    Solo dopo 150 anni si e in misura di spiegare il valore di tensione della batteria al piombo grazie al aiuto delle teoria della relativita https://www.pegasoroma.it/it/consigli-utili/26-metti-einstein-nel-motore.html

    Oggi la fisica non e in misura di giustificare il volo del calabrone se non con l’ipotesi della presenza di fenomeni secondari non ancora indetificati

    Intanto il calabrone che non sa che non potrebbe volare non solo vola al livello del mare ma vola anche
    fino alle cime del everest!

  3. Fattibile e geniale per certi versi. Come più volte espresso, rimane l’ incognita sicurezza: Cosa succederebbe in caso di corto circuito? O sono coinvolte in un incendio se, come ipotizzato, venissero impiegati in ambiente automotive?
    Sappiamo quanto sono pericolosi già gli attuali batterie a Ioni di litio in caso di corto circuito, ma tutto sommato sappiamo come controllarle. Ma quando si tratta di scorie nucleari e altro la cosa diventa più compicatata in vista di una probabile diffusione commerciale in scala globale.

  4. L’impressione è di troppo bello per essere vero: in un sol colpo si risolve una parte del problema dei rifiuti radioattivi e quello di alimentare i motori elettrici. Se poi i tempi fossero veramente di soli 5 anni, sarebbe una favola.

    • A dire il vero un vero progetto concreto era stato presentato da un Team di fisici e chimici dell’Università di Bristol. Questi hanno realizzato una batteria del
      genere (meglio definirla mini generatore) ma utilizzando il Nichel-63 anziché il C-14 della grafite.
      Quindi per me anche se ancora sulla carta l’idea è pienamente fattibile.

  5. La trasformazione dei rifiuti nucleari in energia non è inedita.
    Dai primi del ‘900 si tenta di trasformare il materiale radioattivo in corrente elettrica.
    Negli anni ’70, arrivano le batterie betavoltaiche e alfavoltaiche che utilizzano isotopi radioattivi per creare limitate correnti elettriche utilizzate nei pacemaker sostituite poi dalle batterie agli ioni di litio. Queste pile atomiche sfruttano l’energia emessa dal decadimento radioattivo beta e alfa di isotopi instabili.
    Impiegati nei primi pacemaker non furono più utilizzabili in seguito a causa dell’esigua potenza.

    Baek Hyun Kim e Jae W. Kwon, dell’Universita’ del Missouri hanno sviluppato una batteria Betavoltaica che sfrutta l’effetto di radiolisi nell’acqua per mezzo di una nanostruttura di platino e ossido di titanio in grado di produrre energia elettrica per tempi prolungati ed efficienza elevatissima (il rapporto fra densità di potenza prodotta e densità di potenza emessa dal radionuclide supera il 50%).
    http://large.stanford.edu/courses/2015/ph241/burkhard1/docs/srep05249.pdf

    Ciò che ci vuole non è la volontà di credere, ma la volontà di scoprire, che è l’esatto contrario.
    (Bertrand Russell)

  6. Tra il dire e il fare c’è di mezzo non il mare ma l’oceano . Che cosa succede nel momento di un incidente o della rottamazione ? Se e nato un business delle mafie con i rifiuti normali immaginiamo con quelli radioattivi …l’idea e bellissima ma …quando una cosa sembra troppo bella per essere vera …é tropo bella per essere vera ?

    • Simone, se tutti ragionassero come te, come potrebbe il genere umano progredire?
      Sei lì seduto sulla sponda del fiume ad attendere l’incidente/incendio della vettura elettrica, onde poter esclamare: l’avevo detto io!
      Non funziona così. Le auto elettriche sono molto più sicure delle termiche. Lo dimostrano le percentuali statistiche. E lo saranno sempre di più, giorno dopo giorno.
      Rassegnati, lo sviluppo dell’umanità non si può fermare.

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