Siêu pin có thể “sống khỏe” đến 5.700 năm mà không cần sạc lại

Một cục pin có thể miệt mài chạy trong tới 5.700 năm mà không cần sạc lại nghe có vẻ như chỉ có trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng.

Nhưng nhờ nghiên cứu đột phá của Đại học Bristol và Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Vương quốc Anh (UKAEA), điều đáng kinh ngạc này đã trở thành hiện thực.

Nhóm nghiên cứu vừa công bố cục pin carbon-14 đầu tiên trên thế giới – một nguồn năng lượng mang tính cách mạng có thể thay đổi cách thế giới nghĩ về năng lượng, xử lý chất thải hạt nhân và tính bền vững.

Carbon-14 là đồng vị thường được các nhà khảo cổ học sử dụng để xác định niên đại của các hiện vật cổ đại. Giờ đây đồng vị cổ đại này đang được khai thác để cung cấp năng lượng cho tương lai.

Siêu pin của các nhà nghiên cứu Anh hoạt động bằng cách sử dụng quá trình phân rã phóng xạ của carbon-14 – một quá trình diễn ra tự nhiên trong hàng nghìn năm.

Điều kỳ diệu xảy ra khi carbon-14 được bọc trong kim cương – một trong những vật liệu cứng nhất mà con người biết đến. Cục pin đặc biệt này thu năng lượng từ bức xạ và chuyển đổi thành điện.

Ảnh minh họa.

Nếu so sánh với quá trình sản xuất quang năng, thay vì khai thác ánh sáng mặt trời để tạo ra điện, siêu pin sử dụng các electron chuyển động nhanh được giải phóng trong quá trình phân rã phóng xạ của carbon-14.

Kết quả là nó tạo ra một nguồn năng lượng có tuổi thọ gần như vượt quá khả năng hiểu biết của con người. Vì carbon-14 có chu kỳ bán rã là 5.700 năm, nên pin sẽ giữ lại một nửa năng lượng của nó ngay cả sau hàng nghìn năm.

"Pin kim cương cung cấp năng lượng liên tục ở mức microwatt một cách an toàn và bền vững", bà Sarah Clark, Giám đốc Chu trình nhiên liệu Tritium tại UKAEA, cho biết.

Một trong những khía cạnh đáng kinh ngạc nhất của loại pin mới này là cách nó giúp giải quyết vấn đề chất thải hạt nhân. Carbon-14 được sử dụng trong pin được chiết xuất từ các khối than chì, là sản phẩm phụ của lò phản ứng hạt nhân.

Những khối than chì này thường được coi là chất thải, nhưng thay vì bị loại bỏ, chúng được tái sử dụng thành thứ gì đó có giá trị cao. Quy trình cải tiến này không chỉ cung cấp nguồn năng lượng mới mà còn góp phần giảm chất thải phóng xạ.

Ngay cả khi cục pin cuối cùng cũng cần phải được thải bỏ, nó vẫn có thể được tái chế an toàn bằng cách trả lại cho nhà sản xuất để xử lý đúng cách, đảm bảo rằng tác động đến môi trường vẫn ở mức tối thiểu.

Về mặt ứng dụng, pin carbon-14 có thể sử dụng ở những khu vực mà các nguồn điện truyền thống là không khả thi.

Ví dụ, trong chăm sóc sức khỏe, những loại pin này có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị y tế – chẳng hạn như máy tạo nhịp tim, máy trợ thính hoặc thậm chí là thiết bị chăm sóc mắt – trong nhiều thập kỷ mà không cần phải thay thế.

Bên cạnh đó, trong thám hiểm không gian, nơi năng lượng mặt trời có thể không khả thi, pin carbon-14 có thể cung cấp nguồn điện lâu dài cho tàu vũ trụ và vệ tinh, giúp chúng hoạt động trong nhiều thập kỷ. Điều này sẽ cắt giảm đáng kể chi phí và kéo dài tuổi thọ hoạt động của công nghệ vũ trụ.

"Thập kỷ tới là về việc nâng cao sản lượng và cải thiện hiệu suất điện. Đây thực sự là điều thú vị tại thời điểm này. Điều này hoàn toàn thay đổi cuộc chơi", ông Tom Scott, Giáo sư Vật liệu tại Đại học Bristol, cho biết.

Pin carbon-14 đại diện cho cái nhìn thoáng qua về tương lai của năng lượng bền vững. Với tuổi thọ cao, tác động tối thiểu đến môi trường và khả năng tái sử dụng chất thải hạt nhân, nó cung cấp một giải pháp thay thế thực sự thân thiện với môi trường cho các nguồn điện truyền thống.

Pin carbon-14 cũng có thể là nền tảng cho một thế giới xanh hơn và bền vững hơn, nơi năng lượng không bao giờ cạn kiệt và tài nguyên thiên nhiên được sử dụng một cách có trách nhiệm.

Minh Đức (Theo Glass Almanac, World Nuclear News)

Tham khảo thêm

Tham khảo thêm

Nhà máy điện mặt trời có 1-0-2 trên thế giới nằm trên đường ray tàu hoả

Tham khảo thêm

Baidu ra mắt mô hình AI mới cạnh tranh với DeepSeek về độ rẻ