أصبحت وحدات تخزين الطاقة التي يمكن شحنها من الكهرباء ثم تنفد الطاقة منها ببطء على مدار اليوم، القلب النابض للأجهزة المحمولة المعاصرة.


ويعكف باحثون آخرون على معالجة مشاكل أخرى في بطاريات الليثيوم أيون، بخلاف تبعاتها البيئية. إذ يرى توم سكوت، عالم المواد بجامعة بريستول، أن بطاريات الليثيوم أيون سيحل محلها وسائل جديدة لتخزين الطاقة في الكثير من الاستخدامات المعاصرة، وخاصة في البيئات المتطرفة، على مدى القرن القادم.

وطور سكوت وفريقه بطاريات مصنوعة من الألماس.

إذ قام الفريق بتطوير ألماس اصطناعي يحتوي على النظير كربون-14 المشع، للحصول على بطاريات تستمد الطاقة من النظائر المشعة، لكي تنتج تيارا متواصلا وتدوم لآلاف السنوات.

فعندما تتحلل النظائر المشعة الموجودة داخل بلورات الألماس تطلق إلكترونات عالية الطاقة. وقد تُسخر هذه الإلكترونات المتدفقة لإنتاج تيار كهربائي. ويقول الباحثون إن النشاط الإشعاعي خارج البطارية يظل عند مستويات آمنة.

وطور الفريق نموذجا أوليا من "بطارية الألماس"، باستخدام ألماس اصطناعي، وعرّضه الباحثون للإشعاعات الناتجة عن نظير النيكل-63، حتى تتدفق الإلكترونات عبر الألماس.

ويعمل الباحثون على تطوير نوع من بطاريات الألماس باستخدام نظير الكربون-14 المستخرج من كتل الغرافيت التي استخدمت في محطات الطاقة النووية.

ويأمل سكوت وزملاؤه أن توفر هذه البطاريات حلا لمشكلة النفايات النووية بعد خروج محطات الطاقة النووية من الخدمة، وذلك بتحويلها إلى بطاريات طويلة الأمد.

وبينما يضعف أداء البطاريات الكيميائية مثل بطاريات الليثيوم أيون عند درجات الحرارة المرتفعة، فإن بطاريات الألماس تعمل بكفاءة في البيئات الأكثر قسوة، حيث يصعب استبدال البطاريات المستعملة، كما في الفضاء أو في قاع المحيط أو على قمم البراكين. وقد تمثل حلا مثاليا للأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار الآلية، حتى لا تتوقف عن العمل.

ويقول سكوت إن هذه البطاريات صغيرة للغاية. وطور الباحثون بطاريات ألماس تولد جهدا كهربائيا قدره 1.8 فولت، مثل البطاريات الصغيرة التقليدية، وهذه البطاريات قابلة للشحن، لكن سكوت يقول إن شحنها يتطلب وضعها لبضع ساعات داخل قلب المفاعل لتصل إلى الكفاءة الأصلية.

وبفضل التيار المتواصل المتولد عن تحلل المادة المشعة، تنتج هذه البطاريات الكهرباء لآلاف السنوات، إذ يبلغ عمر النصف لعنصر الكربون (أي عندما تنخفض شدته الإشعاعية إلى النصف) 5,730 سنة.

ولن تكون هذه البطاريات باهظة الثمن أيضا، رغم أنها مصنوعة من الألماس. ويتوقع سكوت أن تنتشر بطاريات الألماس ذات العمر الطويل للغاية في منازلنا، ربما في أجهزة إنذار الحرائق أو أجهزة التحكم عن بعد أو في الأجهزة الطبية، مثل أجهزة ضبط نبضات القلب أو المساعدة السمعية خلال العقد أو العقدين القادمين.

وربما لا نحتاج لاستبدال البطاريات التالفة في جهاز إنذار الحريق في جنح الظلام مرة أخرى.