Kỳ lạ loại pin mới đang được phát triển: Tuổi thọ lên đến 28.000 năm, dùng hàng nghìn năm không cần sạc

Từ trước đến nay, con người luôn có nhu cầu rất lớn về năng lượng. Trong đó, nhiệm vụ về việc tìm kiếm một loại pin tốt hơn, bền hơn đang được khởi động ở trong nhiều phòng thí nghiệm trên phạm vi toàn cầu.

Trong đó, chất thải hạt nhân là chất phóng xạ được tạo ra bởi những nhà máy điện hạt nhân mà không ai muốn giữ lại, dù là gần nhà hay mang qua cộng đồng của họ. Nguyên nhân bởi, chúng đều là những chất thải độc hại và chết người, để phân hủy hoàn toàn có thể mất đến hàng nghìn năm. Tuy nhiên, theo nhu cầu sử dụng điện của con người, lượng chất thải hạt nhân được sinh ra cũng ngày càng tăng lên. 

Tuy nhiên hiện tại, NDB - một doanh nghiệp có trụ sở tại California, cho biết họ đã có thể giải quyết được 2 vấn đề khó khăn ở trên. Cụ thể, NDB tuyên bố đã chế tạo ra một loại pin có thể tự cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng chất thải phóng xạ có tuổi thọ lên đến 28.000 năm. Loại pin này trở thành sản phẩm lý tưởng cho ô tô điện hoặc là những thiết bị di động trong tương lai. 

Thay vì lưu trữ năng lượng được tạo ra tại nơi khác, loại pin này có thể tự tạo ra điện tích. Đây là loại pin được làm bằng 2 loại kim cương nano, khi sử dụng trong xe cộ hoặc những thứ chuyển động khác sẽ gần như không bị phá hỏng. Bên cạnh đó, doanh nghiệp này cũng tự tin tuyên bố rằng, pin của họ an toàn bởi phát ra bức xạ vô cùng ít, không hề ảnh hưởng đến cơ thể của con người. 

Đồng thời, NDB cũng đã tạo ra một bằng chứng về khái niệm, đồng thời dự tính sẽ xây dựng nên một nguyên mẫu thương mại đầu tiên của mình sau khi các phòng thí nghiệm của mình tái khởi động sau dịch. Theo dự định, loại chất thải hạt nhân mà NDB sản xuất sẽ gồm có những thành phần của lò phản ứng hạt nhân đã trở nên phóng xạ sau khi tiếp xúc với những nhiên liệu của các nhà máy điện hạt nhân. Dù đây không được coi là chất thải hạt nhân cấp cao, thế nhưng nó vẫn vô cùng độc hại. Theo như ước tính của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế, lõi của một lò phản ứng điều độ bằng than chì điển hình có thể chứa đến 2.000 tấn than chì. 

Trong đó, Carbon-14 là một đồng vị phóng xạ được tìm thấy ở trong than chì và cũng là đồng vị phóng xạ được các nhà khảo cổ học sử dụng cho việc xác định niên đại bằng carbon. Chu kỳ bán rã của Carbon-14 là 5.730 năm, cuối cùng phân rã thành nitơ 14 - một chất phản neutrino - và một điện tử phân rã beta, điện tích khiến NDB vô cùng tò mò như một nguồn điện khả thi.

Doanh nghiệp này đã làm sạch than chì, sau đó chuyển thành loại kim cương cực nhỏ. Với cách sử dụng công nghệ hiện tại, NDB tự tin tuyên bố họ có thể chế tạo ra những viên kim cương Carbon-14 siêu nhỏ, tạo ra một lượng lớn điện năng. Loại kim cương này cũng hoạt động như một chất bán dẫn, có thể hấp thụ năng lượng, sau đó phân tán nó thông qua một tấm tản nhiệt.

Thông qua một quá trình có tên là lắng đọng hơi hóa học, pin phóng xạ đã ra đời. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã sửa đổi quy trình trồng kim cương phóng xạ nhờ việc sử dụng khí metan phóng xạ có chứa đồng vị phóng xạ Carbon-14 - vốn được tìm thấy trên các khối than chì của lò phản ứng được chiếu xạ. Những viên kim cương này không chỉ hoạt động như một nguồn phóng xạ mà còn giống như một chất bán dẫn. Thế nhưng bởi những viên kim cương này vẫn còn phóng xạ, NDB đã tiến hành bao bọc các “nhà máy điện hạt nhân thu nhỏ” này bằng những viên kim cương carbon-12 không phóng xạ, chi phí thấp. 

Dự định sẽ sản xuất với nhiều kích cỡ

Theo như dự định, doanh nghiệp này sẽ tiến hành sản xuất pin với nhiều kích cỡ phổ biến như AA, AAA, 18650 và 2170. Mỗi loại pin đều sở hữu nhiều lớp kim cương được xếp chồng lên nhau, một bảng mạch nhỏ cùng với một siêu tụ điện có vai trò thu thập, lưu trữ năng lượng cũng như phóng điện. Đặc biệt, theo như cam kết của NDB, loại pin này có thể dùng được rất lâu. 

Theo NDB, loại pin mới có tuổi thọ lên đến 28.000 năm khi được sử dụng trong môi trường năng lượng thấp, ví dụ như cảm biến vệ tinh. Theo như dự đoán, tuổi thọ của pin khi được sử dụng trên ô tô là khoảng 90 năm - lâu hơn rất nhiều khi so sánh với tuổi thọ của bất kỳ loại pin xe điện nào thời điểm hiện tại - và 9 năm với những thiết bị tiêu dùng như điện thoại hay máy tính bảng. 

Công ty này cũng dự kiến sẽ tiến hành thương mại hóa phiên bản công suất thấp của loại pin này trong vài năm tới, sau đó sẽ đến phiên bản công suất cao trong khoảng 5 năm. Nếu như mọi việc diễn ra suôn sẻ theo đúng kế hoạch, công nghệ của NDB sẽ đại diện cho một bước tiến đáng kinh ngạc trong việc cung cấp năng lượng lâu dài, sở hữu chi phí thấp cho các thiết bị điện tử cũng như ô tô trên toàn thế giới.

Liên quan đến vấn đề này, phía công ty nhấn mạnh: “Chúng tôi có thể bắt đầu ở quy mô nano, sau đó đi lên để cung cấp năng lượng cho các vệ tinh và đầu máy xe lửa”. Bên cạnh đó, cũng theo dự đoán của doanh nghiệp, pin của họ sẽ có giá tương đương với các loại pin hiện có, bao gồm cả lithium-ion và thậm chí có thể rẻ hơn nhiều sau khi chúng được sản xuất số lượng lớn.