Η νέα αυτή ανακάλυψη θα μπορούσε να μεταμορφώσει τη διαχείριση των πυρηνικών αποβλήτων και να αντιμετωπίσει την αυξανόμενη ανάγκη για αποδοτικές δυνατότητες αποθήκευσης ενέργειας
Η Ιαπωνική Υπηρεσία Ατομικής Ενέργειας ανέπτυξε την πρώτη στον κόσμο επαναφορτιζόμενη μπαταρία με βάση το ουράνιο.
«Αναπτύξαμε με επιτυχία μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία χρησιμοποιώντας ουράνιο ως ενεργό υλικό», ανέφερε το ινστιτούτο σε δελτίο τύπου.
Αυτό θα μπορούσε να μεταμορφώσει τη διαχείριση των πυρηνικών αποβλήτων και να αντιμετωπίσει την αυξανόμενη ανάγκη για αποδοτικές δυνατότητες αποθήκευσης ενέργειας.
Για αυτήν την έρευνα, η ομάδα χρησιμοποίησε το ουράνιο ως ενεργό υλικό στις ηλεκτροχημικές διαδικασίες της μπαταρίας. Συνήθως, οι μπαταρίες βασίζονται σε υλικά όπως το λίθιο ή ο μόλυβδος για να διευκολύνουν τη ροή ηλεκτρονίων και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Χρήση απεμπλουτισμένου ουρανίου ως «ενεργού υλικού»
Η ερευνητική ομάδα απέδειξε με επιτυχία την απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης μιας πρωτότυπης μπαταρίας που χρησιμοποιεί ουράνιο ως «ενεργό υλικό» για την έναρξη μιας χημικής αντίδρασης και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
«Το ουράνιο έχει μοναδικές χημικές ιδιότητες και έχει αναγνωριστεί από καιρό ως υποψήφιο για ενεργά υλικά σε χημικές μπαταρίες», πρόσθεσε η ομάδα.
Το ουράνιο που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη έχει τις ίδιες χημικές ιδιότητες με το απεμπλουτισμένο ουράνιο (DU), ένα υποπροϊόν του εμπλουτισμού φυσικού ουρανίου για πυρηνικά καύσιμα.
Λόγω αυτής της έρευνας, αυτό το απεμπλουτισμένο ουράνιο, το οποίο σήμερα θεωρείται προβληματικό απόβλητο λόγω των περιορισμένων εφαρμογών του, αποτελεί πλέον έναν πολύτιμο πόρο.
«Αυτά τα αποτελέσματα αναμένεται να προσφέρουν μια νέα αξία πόρων στο απεμπλουτισμένο ουράνιο», τόνισε το ινστιτούτο.
Η μπαταρία προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη λύση για την αποθήκευση της πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αντιμετωπίζοντας την εγγενή αστάθεια της ηλιακής και αιολικής ενέργειας.
«Η επαναφορτιζόμενη μπαταρία με βάση το ουράνιο έχει τη δυνατότητα να είναι ένας έλεγχος ισχύος για παραγωγές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως οι μεγα-ηλιακές σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, συμβάλλοντας στην υλοποίηση μιας κοινωνίας απανθρακοποιημένης», σημειώνεται στο δελτίο τύπου.
Η πρωτότυπη πυρηνική μπαταρία παρουσιάζει εντυπωσιακές επιδόσεις
Η πρωτότυπη μπαταρία έχει πλάτος 10 εκατοστά και ύψος 5 εκατοστά. Χρησιμοποιεί έναν ηλεκτρολύτη που περιέχει ουράνιο για το αρνητικό ηλεκτρόδιο και έναν ηλεκτρολύτη που περιέχει σίδηρο για το θετικό ηλεκτρόδιο.
Πέτυχε τάση 1,3 V, που προσέγγιζε πολύ το 1,5 V μιας τυπικής αλκαλικής μπαταρίας.
«Η μπαταρία φορτίστηκε και αποφορτίστηκε 10 φορές και η απόδοση της μπαταρίας ήταν σχεδόν αμετάβλητη», υποστήριξε το δελτίο τύπου.
Αυτή η σταθερότητα είναι ένας βασικός δείκτης της πιθανής μακροζωίας και αξιοπιστίας του, τα οποία είναι απαραίτητα για εφαρμογές στον πραγματικό κόσμο.
Μόνο η Ιαπωνία διαθέτει περίπου 16.000 τόνους απεμπλουτισμένου ουρανίου, ενώ το παγκόσμιο απόθεμα υπολογίζεται σε 1,6 εκατομμύρια τόνους.
Εάν οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ουρανίου μπορούν να κλιμακωθούν με επιτυχία και να διατεθούν στο εμπόριο, θα μπορούσαν να παρέχουν μια βιώσιμη οδό για τη χρήση αυτού του τεράστιου αποθέματος υλικού.
Η μελλοντική ανάπτυξη περιλαμβάνει «οξειδοαναγωγική μπαταρία ροής»
Για να βελτιώσει περαιτέρω τη χωρητικότητα και την απόδοση της μπαταρίας, η ερευνητική ομάδα σκοπεύει να αναπτύξει μια «οξειδοαναγωγική μπαταρία ροής».
Αυτός ο τύπος μπαταρίας χρησιμοποιεί αντλίες για την κυκλοφορία ηλεκτρολυτών για μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης και πιο αποτελεσματική μεταφορά ενέργειας.
Ωστόσο, το ινστιτούτο αναγνωρίζει ότι η ανάπτυξη αυτών των μπαταριών πιθανότατα θα περιοριστεί σε περιβάλλοντα ελεγχόμενα από ακτινοβολία, όπως εγκαταστάσεις πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, λόγω της εγγενούς ραδιενέργειας του ουρανίου.
Η αυξανόμενη ζήτηση για επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, λόγω της επέκτασης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, υπογραμμίζει τη σημασία αυτής της εξέλιξης.
«Εάν αυξηθεί η χωρητικότητα των επαναφορτιζόμενων μπαταριών ουρανίου και χρησιμοποιούνται στην πράξη, η μεγάλη ποσότητα DU που αποθηκεύεται στην Ιαπωνία θα γίνει μια νέα πηγή για ελέγχους της παραγωγής στο δίκτυο παροχής ηλεκτρικής ενέργειας που προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας», καταλήγει το δελτίο τύπου
www.worldenergynews.gr
