بطارية نووية بعمر يصل إلى آلاف السنوات

تعد البطاريات أداة العصر التي تعتمد عليها كثير من الأجهزة الإلكترونية لتتزوَّد بالطاقة الكهربائية؛ بدءًا من الهواتف المحمولة وصولًا إلى أبراج الاتصالات وبعض المركبات الفضائية. لكنَّ ما يؤرِّق المستخدِمين هو مشكلة إعادة شحن البطَّارية باستمرار..

ماذا لو صُنِعَت بطارية تدوم آلاف السنوات؟ وهل هذا ممكن؟

يعود اختراع أول بطارية في التاريخ؛ المعروفة باسم بطارية بغداد، إلى الحضارة البارثية في العام 150 قبل الميلاد في بلاد ما بين النهرين؛ إذ كانت مصنوعة من أقطاب النحاس والحديد مع وسيط تفاعل؛ مثل الخل أو حامض الستريك (1).

يعود الفضل في اختراع البطارية كما نعرفها الآن إلى العالم الإيطالي أليساندرو فولتا؛ الذي ركَّبَ أول بطارية مستفيدًا من تجارب العالِم لويجي غلفاني على الضفادع عام 1780 (1).

أظهر غلفاني أن أرجل الضفادع المعلقة على خطافات حديدية أو نحاسية سترتعش عند لمسها بمعدن من نوع آخر، وذلك بسبب الكهرباء الموجودة في أنسجة الضفدع (1).

وعلى الرغم من إعجاب فولتا في البداية بنتائج غلفاني، إلا أنه توصل إلى حقيقة أن التيار الكهربائي المتولد جاء من النوعين المختلفين من المعادن، وليس من أنسجة الضفادع (1).

جرب فولتا طبقات الفضة والزنك التي تتخللها طبقات من القماش أو الورق المنقوع في الماء المالح، ووجد أن تيارًا كهربائيًّا يتدفق عبر سلك موصول إلى طرفي هذه الطبقات (1).

يوجد أنواع عدة من البطاريات تبعًا لأنواع الموادِّ التي تصنع منها الأقطاب ووسطاء التفاعل؛ مثل بطارية الكربون والزنك التي اختُرِعت عام 1866 والبطارية القلوية الجافة وبطارية الرصاص وحمض الكبريت (2).

يعمل العلماء الآن على تصريف النفايات النووية الناتجة عن توليد الكهرباء باستعمالها في تصنيع بطاريات تعمل بالطاقة النووية؛ إذ تتسم هذه البطاريات بالعمر الطويل (3).

طوَّر فريق من الفيزيائيين والكيميائيين من جامعة بريستول ماسة من صنع الإنسان، قادرة على توليد تيار كهربائي صغير عند وضعها في مجال إشعاعي لبعض المواد المشعة (3).

أظهر الفريق أنموذجًا أوليًّا لـ "بطارية ألماس" باستخدام عنصر النيكل-63 بوصفه مصدر الإشعاع، وعلى الرغم من ذلك فهم يعملون الآن على تحسين كفاءتها كثيرًا بواسطة استخدام الكربون 14-C؛ وهو النسخة المشعَّة من الكربون (3).

وعلى الرغم من قدرتها المنخفضة مقارنةً بالبطاريات الحالية؛ فإن العمر الافتراضي لهذه البطاريات الماسية قد يحدث ثورة في تشغيل الأجهزة على فترات زمنية طويلة؛ إذ تستغرق البطارية 5730 عامًا لتخفض طاقتها إلى 50 في المئة فقط (3).

المصادر: