ساخت اولین باتری قابل شارژ در جهان که با پسماند هسته‌ای کار می‌کند
در این پروژه، تیم تحقیقاتی اورانیوم را به‌عنوان ماده فعال در فرآیند‌های الکتروشیمیایی باتری به‌کار گرفت. معمولا باتری‌ها از موادی مانند لیتیوم یا سرب برای تسهیل جریان الکترون‌ها و تولید برق استفاده می‌کنند؛ اما این تیم توانست با استفاده از اورانیوم (به‌ویژه اورانیوم کاهش‌یافته یا Depleted Uranium - DU)، عملکرد شارژ و دشارژ یک نمونه اولیه باتری را به اثبات برساند.
تیم تحقیقاتی این پروژه اعلام کرد: «اورانیوم به دلیل خواص شیمیایی منحصر به فردش، از دیرباز به‌عنوان یک کاندیدای بالقوه برای مواد فعال در باتری‌های شیمیایی شناخته می‌شد.»
به گزارش interestingengineering، این دستاورد نه تنها به حل مشکلات مرتبط با مدیریت زباله‌های هسته‌ای کمک می‌کند، بلکه ارزش جدیدی به اورانیوم کاهش‌یافته، که تاکنون به‌عنوان یک محصول زائد با کاربرد‌های محدود شناخته می‌شد، می‌بخشد.
اعلامیه موسسه انرژی اتمی ژاپن تأکید کرد: «این نتایج می‌توانند ارزش منبع جدیدی به اورانیوم کاهش‌یافته بدهند.»
پایداری انرژی‌های تجدیدپذیر
این باتری پتانسیل بالایی برای ذخیره انرژی مازاد تولید شده از منابع انرژی‌های تجدیدپذیر مانند خورشیدی و بادی دارد. این موضوع به دلیل ناپایداری ذاتی این منابع انرژی، بسیار حائز اهمیت است.
در این اعلامیه اضافه شده است: «باتری قابل شارژ اورانیومی می‌تواند به‌عنوان یک سیستم کنترل توان برای نیروگاه‌های خورشیدی یا بادی در مقیاس بزرگ عمل کند و به تحقق جامعه‌ای کم‌کربن کمک کند.»
عملکرد برجسته نمونه اولیه
نمونه اولیه این باتری با ابعاد ۱۰ سانتی‌متر عرض و ۵ سانتی‌متر ارتفاع، از یک الکترولیت حاوی اورانیوم برای الکترود منفی و یک الکترولیت حاوی آهن برای الکترود مثبت استفاده می‌کند. این باتری به ولتاژ ۱٫۳ ولت دست یافت که بسیار نزدیک به ولتاژ استاندارد ۱٫۵ ولت باتری‌های قلیایی است.
همچنین تیم تحقیقاتی ياپنی در اعلامیه منتشر شده گفت: «این باتری ۱۰ بار شارژ و دشارژ شد و عملکرد آن تقریباً بدون تغییر باقی ماند.» این ثبات نشان‌دهنده طول عمر و قابلیت اطمینان بالای آن است که برای کاربرد‌های عملی ضروری است.
ژاپن به تنهایی حدود ۱۶،۰۰۰ تن اورانیوم کاهش‌یافته و جهان حدود ۱٫۶ میلیون تن از این ماده را ذخیره کرده است. اگر این فناوری بتواند به صورت تجاری و در مقیاس بزرگ توسعه یابد، می‌تواند از این ذخایر عظیم بهره‌برداری کند.
توسعه باتری‌های «جریان اکسیداسیون-کاهش»
برای افزایش ظرفیت و عملکرد این باتری، تیم تحقیقاتی قصد دارد به توسعه باتری‌های جریان اکسیداسیون-کاهش (Redox Flow Battery) بپردازد. این نوع باتری‌ها از پمپ‌ها برای گردش الکترولیت‌ها استفاده می‌کنند که به ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ‌تر و انتقال انرژی کارآمدتر کمک می‌کند.
چالش‌های احتمالی
با این حال، استفاده از این باتری‌ها به دلیل رادیواکتیویته ذاتی اورانیوم، ممکن است محدود به محیط‌های تحت کنترل پرتوی، مانند محوطه نیروگاه‌های هسته‌ای، باشد.
تقاضای روزافزون برای باتری‌های قابل شارژ، به‌ویژه در صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر، اهمیت این دستاورد را دوچندان می‌کند. اگر باتری‌های اورانیومی بتوانند به ظرفیت بالاتری دست یابند و به مرحله کاربرد عملی برسند، این ذخایر عظیم اورانیوم کاهش‌یافته می‌توانند به منبعی جدید برای کنترل تولید انرژی در شبکه‌های برق تبدیل شوند.
انتهای پیام/
