لطالما كانت معاناة المستهلكين مع الأجهزة التي تعمل بالبطاريات، وخاصة الهواتف النقالة، في كون هذه الأجهزة تحتاج إلى الشحن بين الفينة والأخرى إضافة إلى أن الجهاز قد يستهلك شحن البطارية بسرعة في حالة استخدامه للألعاب. لذلك، دأبت شركات الهواتف النقالة بالتعاون مع شركات تصنيع البطاريات على تطوير بطاريات توفر سرعة شحن عالية، إضافة إلى حجمها الكبير لتستطيع استيعاب أكبر كمية من الطاقة التي ستقوم بتخزينها حتى تتيح أطول فترة استخدام للجهاز وبالتالي رضا المستهلكين، لذلك نجد في الوقت الحالي شواحن بطاقة 120 واط يمكنها شحن الجهاز في 17 دقيقة فقط، مقابل إمكانية استخدام الجهاز لمدة تصل إلى يوم كامل.

بطارية NDB النووية
بطارية تدوم 28 الف عام

تعتبر الهواتف مثالاً واحداً من الأجهزة التي تعمل بالبطاريات، حيث إن البطاريات تعتبر جزءاً كبيراً من حياتنا عند استعمالنا للأجهزة التي تستهلك طاقة، كالألعاب وأجهزة التحكم عن بعد وبطاريات السيارات الكهربائية كذلك، والتي تعد مشكلة شحنها عائقاً أمام إمكانية استعمالها على نطاقٍ واسعٍ، بالرغم من تبني الكثير من الحكومات لها ومحاولتها توفير البنية التحتية اللازمة لها، ولكن فترة شحن السيارة التي قد تصل إلى أكثر من ساعة كاملة تحول دون تحول الكثير من المستهلكين من استخدام سيارات محركات الاحتراق الداخلي إلى استخدام السيارات الكهربائية.

بطارية طويلة العمر من شركة أن دي بي NDB الناشئة

NDB أو Nano Diamond Battery هو مولد ومخزن طاقة مبتكر يعيد تعريف البطارية التي نعرفها ويحدث ثورة فيها. يتم ضمان خصائصها طويلة الأمد وطول عمرها عن طريق تحويل طاقة الاضمحلال الإشعاعي من النفايات النووية إلى طاقة كهربائية. بطارية NDB هي بطارية صغيرة الحجم، معيارية، فعالة من حيث التكلفة، ويمكن تطويرها لتعمل على مدى واسع من التطبيقات مثل شرائح الدوائر الكهربائية وصولاً إلى التطبيقات الصناعية.

شركة NDB هي واحدة من أوائل المطورين والمتبنين للخلايا الفولتية الذرية لتطبيقات الطاقة المتوسطة والعالية. تنتج البطارية ذاتية الشحن طاقة كهربائية مستقرة عن طريق تحويل الطاقة المنبعثة من الاضمحلال الإشعاعي إلى طاقة قابلة للاستخدام طوال حياتها، وبشكل عام يمكن أن تمتد هذه المدة إلى سنوات عديدة. إن البطاريات النووية موجودة منذ بعض الوقت، لكنها تقتصر على التطبيقات منخفضة الطاقة نظرًا لقلة كفاءتها. تقوم شركة NDB بتحسين هذه التقنية وجعلها قابلة للاستخدام مع التطبيقات عالية الطاقة. تقترح الشركة حسب ادعائها، إعادة استخدام الوقود النووي عن طريق إعادة تدويره لاستخراج النظائر المشعة. تطلق النظائر من النفايات النووية المعاد تدويرها أو مفاعلات مستوى عالٍ من جزيئات الطاقة التي يمكن تحويلها إلى طاقة قابلة للاستخدام.

مصدر طاقة البطارية ومكوناتها وطريقة عملها ببساطة

تهدف شركة NDB إلى تحويل الطاقة من أكثر من نوع واحد من الإشعاع، وبالتالي تمتلك مجموعة واسعة من النظائر المشعة لتشغيل خليتها النووية الفولتية. يمكن للشركة تحقيق هذا العمل الفذ باستخدام هيكل تصميم فريد ومرن متوافق مع النظائر المشعة المحتملة القابلة للاستخدام. ستتغلب تقنية NDB على مشاكل مصادر الطاقة في العالم من خلال توليد الكهرباء بأمان من النفايات النووية أو النظائر المشعة بشكل مستمر لسنوات طويلة، والتي تصل إلى مئات. وهذا يجعل نظام NDB التكنولوجي أفضل نظام بطارية صديقاً للبيئة ومناسب للسوق.

السماكة الفردية للخلية هي واحدة من العوامل الحرجة حيث يمكن أن تترسب الطاقة المنتجة داخل منطقة النظائر المشعة؛ وهذا ما يسمى الامتصاص الداخلي. يسمح المظهر الجانبي الرقيق للفيلم الذي يتواجد في بطارية NDB بامتصاص الإشعاع في المجمع مع الحد الأدنى من الامتصاص الذاتي في الباعث وتحويله إلى طاقة قابلة للاستخدام بواسطة المحول. نظرًا لهيكلها التصميمي المرن، يمكن لهذه التقنية أن تأخذ أي شكل لكل تطبيق. من المعروف أن جميع النظائر المشعة تنتج كميات عالية من الحرارة. تعمل عملية الوضع الاستراتيجي للمصدر وخلايا NDB على تحسين التشتت غير المرن داخل بعض المواد المعينة في الخلية الفولتية النووية. يلتقط هذا التصميم أيضًا الحرارة والضوء بسبب تأين الإلكترونات الناتجة عن النظائر المشعة ويتيح التحويل السريع إلى كهرباء قابلة للاستخدام.

المبادئ الأساسية التي تحكم الخلية النووية الفولتية هي الحفاظ على الطاقة والزخم. يتم تحويل الطاقة الحركية للإشعاع الساقط إلى كهرباء بواسطة محول طاقة مما يؤدي إلى تفاعل تشتت غير مرن. تقوم شركة NDB، بتحديد محولات طاقة (Transducers) يمكنها نظريًا تجاوز كفاءة الجيل السابق من البطاريات النووية وتعمل على نطاق واسع من خرج الطاقة. عملية استخدام النفايات المشعة هو موضوع تركز عليه الشركة وتدرسه بشكل جيد، كما يوجد هناك نقاشات داخل الشركة تهدف إلى إعادة استخدام الوقود النووي من خلال إعادة المعالجة وإعادة التدوير لتمكين الاستدامة وتعزيز مصدر للطاقة النظيفة في بيئة آمنة ومأمونة.

بطارية نانو الماس مشعة ndb
بطارية نانو الماس مشعة | Source: NDB

NDB و البطاريات التقليدية

تقوم NDB بتوليد الكهرباء بطريقة مشابهة للخلية الشمسية ولكن باستخدام إشعاع من الاضمحلال الإشعاعي بدلاً من ضوء الشمس. سيكون من الممكن أيضًا تخزين الطاقة الناتجة من الإشعاع. تتكون بطارية NDB بشكل عام من ثلاث مكونات رئيسية: النظير ومحول الطاقة ووحدة التخزين، يتحلل النظير ويصدر إشعاعًا يتحول إلى كهرباء في محول الطاقة. تخزن وحدة التخزين الطاقة الزائدة للاستخدام المستقبلي.

في الوقت الذي تحتاج فيه بطارية كيميائية تقليدية إلى طاقة خارجية لإعادة شحنها، فإن NDB هي مصدر طاقة مستقل في حد ذاته، اعتمادًا على سعتها، يمكن للبطارية الكيميائية أن تحتوي فقط على كمية معينة من الطاقة. في المقابل، يمكن لبطارية NDB توفير الطاقة حتى نهاية العمر النظيري المستخدم. تخزن خلية NDB الشحنة الزائدة الناتجة عن الإشعاع في جهاز تخزين شحن مدمج، لذلك يتم استخدام الشحنة المتولدة أثناء الخمول (فترة عدم الاستخدام) بشكل مناسب. يمكن للخلية نظريًا أن تدوم لفترة أطول من بطاريات الليثيوم أيون وأكسيد الفضة النموذجية ذات الحجم والطاقة المماثل التي يكون عمرها قصيراً، وبالتالي يتم التخلص منها وتتحول إلى نفايات إلكترونية مضرة بالبيئة، لذلك فإن بطارية NDB وبسبب عمرها الطويل تحل مشكلة بيئية تتعلق بهذه النفايات.

التطبيقات العملية المتوقعة لهذه التقنية

يمكن استعمال تقنية بطارية NDB في مراكز المعلومات حيث يخزن الناس معلوماتهم ووثائقهم المهمة وذكرياتهم القيمة بطريقة آمنة، يمكن لتقنية البطارية هذه أن توفر لمراكز المعلومات مصدر طاقة مستقل ومحلي، حيث وفي حالة حصول انقطاع في الطاقة يمكن للحواسيب أن تستمر في العمل.

تطبيق آخر من تطبيقات هذه التقنية هو إدخالها في العمليات الصناعية، حيث إن الأمان والطاقة المخرجة وعالميتها يجعل منها شريكاً صناعياً مثالياً خاصة في التطبيقات ذات الطبيعة صعبة التنفيذ، مراكز المعلومات، والأماكن النائية، والبيئات العدائية لتطبيقات هذه التقنية تجعل منها وعداً بارزاً لمستقبل أفضل وإنتاجية حقيقة تتحقق منها.

كما أن الشركة تعد باستخدامات واسعة لهذه التقنية، في الهواتف النقالة والسيارات الكهربائية والغواصات والطائرات بدون طيار والتطبيقات الطبية مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب، إضافة إلى الحوسبة الكمية وتطبيقات الفضاء.

عنق الزجاجة (كما يقال) في استخدام البطاريات في الوقت الحالي، هو عمرها المحدود والمدة القصيرة لاستعمالها بعد كل عملية شحن، إضافة للحاجة لشحنها، إلا أن الحال مع هذه التقنية من شركة NDB يتغير بشكل كبير، حيث وكما تدعي الشركة، يمكن لهذه التقنية أن تدوم لعمر أطول من عمر الجهاز الذي يحتويها، ولمدة أطول من عمر الشخص الذي يستخدمها مئات المرات! لا نعلم ما قد يكشفه المستقبل لهذه التقنية الواعدة. كما أن هناك الكثير من المتشائمين والمشككين في هذه التقنية لعدة أسباب من ضمنها الكفاءة والأمان (لاحتوائها على النفايات النووية) ولكن الشركة تعد بحلول لكل ما من شأنه التشكيك في تقنيتها أما نحن فنأمل منها الأفضل.

مصدر1 ، مصدر2 ، مصدر3

Similar Posts

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.