Due aziende stanno lavorando per creare diamanti a partire dai rifiuti nucleari, che potrebbero essere utilizzati come batterie. Tuttavia, mentre una delle aziende sta cercando di sviluppare applicazioni che sembrano adatte alla tecnologia, l’altra sta parlando di utilizzi che sembrano incompatibili con ciò che hanno dimostrato finora.
Sette anni fa, gli scienziati dell’Università di Bristol hanno annunciato di aver creato un prototipo di batteria convertendo i rifiuti nucleari in diamanti. In teoria, questa tecnologia potrebbe offrire una soluzione parziale al problema dei rifiuti nucleari, fornendo anche una fonte di energia più adatta a determinate esigenze rispetto a quelle attualmente disponibili. Hanno fondato una società chiamata Arkenlight, ma hanno un concorrente, NDB, che ha ambizioni molto più grandi.
Le centrali nucleari producono diversi isotopi radioattivi. L’idea di utilizzarli come nuovo tipo di combustibile per i reattori, sebbene tecnicamente possibile, si è rivelata molto più difficile e costosa del previsto. Lo stesso vale per lo stoccaggio sicuro a lungo termine. Uno degli isotopi più complicati in questa miscela è il carbonio-14, che ha un tempo di dimezzamento di oltre 5.700 anni ed è prodotto dalle barre di grafite utilizzate per controllare le velocità di reazione. Anche dopo che isotopi come lo stronzio-90 e il cesio-137, che sono più immediatamente problematici, si sono ridotti a livelli trascurabili nei rifiuti, rimane ancora da capire cosa fare con il carbonio-14. Tuttavia, se Arkenlight e NDB avranno successo, il carbonio-14 potrebbe diventare un tesoro anziché una spazzatura.
Nel 2016, un team guidato dal professor Tom Scott ha dimostrato che è possibile riscaldare il carbonio radioattivo per trasformarlo in gas e farlo condensare in diamanti artificiali. L’obiettivo di questi diamanti non è quello di essere belli, ma di sfruttare il fatto che il carbonio-14, mentre decade in azoto-14, rilascia elettroni sotto forma di radiazione beta. Se i diamanti sono opportunamente drogati, possono diventare una fonte di corrente elettrica attraverso fili collegati al diamante stesso. In altre parole, possono fornire una fonte di energia che durerà per migliaia di anni. Il team di Scott ha inserito il diamante di carbonio-14 all’interno di un diamante di carbonio stabile 12, riducendo così il rischio che il materiale radioattivo danneggi ciò che lo circonda o venga danneggiato. La corrente prodotta finora è stata minima, quindi questi diamanti sono considerati utili solo in situazioni in cui la durata della produzione è la priorità principale. Un esempio ovvio è rappresentato dalle sonde che esplorano il Sistema Solare esterno. Con batterie come queste, il controllo missione per la sonda Voyager non dovrà decidere quali strumenti spegnere per risparmiare energia. Arkenlight ha anche ideato altre applicazioni in cui la sostituzione della batteria è difficile e la longevità diventa vitale, come i monitor nel vulcano Stromboli o sotto l’oceano. Stanno persino utilizzando il loro prodotto come monitor all’interno di un sito di stoccaggio dei rifiuti nucleari. Le prime versioni utilizzano il nichel-63 come fonte di radioattività, ma Arkenlight spera di passare al carbonio-14, che ha il potenziale per durare ancora più a lungo. Incredibilmente, stanno persino esplorando la possibilità di inserire questi diamanti nel cervello per alimentare neuroni artificiali. Tuttavia, tutte queste applicazioni richiedono una quantità di energia molto piccola.
NDB (Nano Diamond Battery) afferma di aver progredito nella ricerca originale utilizzando microdiamanti intorno alla fonte di radiazioni per allontanare il calore e inventando ulteriori dispositivi di sicurezza. Pubblicizzano anche l’utilizzo di diversi radioisotopi, non solo il carbonio-14 a rilascio lento. Tuttavia, ci sono alcune domande serie sul fatto che NDB stia esagerando il potenziale del loro prodotto. Il loro sito web mostra un’immagine stilizzata di una macchina, suggerendo che potrebbe essere utilizzata per sostituire le batterie al litio nei trasporti. Il CEO parla di inserire il prodotto negli smartphone. Il loro sito web offre anche i loro prodotti come fonte di energia per i data center in caso di interruzioni esterne, apparentemente disponibili immediatamente. Tuttavia, c’è un problema intrinseco qui. Se l’isotopo utilizzato ha un tempo di dimezzamento lungo come il carbonio-14, la potenza generata sarà così piccola che sarà improbabile alimentare uno smartphone e ridicolo per una macchina, anche se si impilano migliaia di diamanti insieme. Le fonti con un tempo di dimezzamento più breve offrono la possibilità di una potenza inizialmente maggiore, ma questa diminuirà abbastanza rapidamente e, a differenza della batteria del tuo attuale telefono, non sarà facile ricaricarla. Se NDB può mantenere la promessa che la loro batteria non si esaurirà durante la durata del dispositivo per dispositivi che richiedono più di pochi milliwatt, non hanno spiegato come. Inoltre, non è chiaro se questi prodotti saranno competitivi in termini di prezzo. Alcuni media sembrano convinti che NDB sia la soluzione del futuro, ma potrebbe essere meglio non avere troppe aspettative alte.
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