Các nhà khoa học tạo ra pin kim cương có thể tồn tại hàng ngàn năm

Theo thông cáo báo chí mới nhất từ Đại học Bristol (Vương quốc Anh), một nhóm các nhà khoa học và kỹ sư đã đạt được một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu năng lượng khi chế tạo thành công pin kim cương carbon-14 đầu tiên trên thế giới.

Đây là một phát minh mang tính đột phá, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ năng lượng tái tạo cho đến công nghệ lưu trữ năng lượng lâu dài.

Công trình này được coi là một cột mốc quan trọng, chứng tỏ khả năng ứng dụng của carbon-14 trong việc phát triển các nguồn năng lượng mới, hứa hẹn mang lại những cải tiến vượt bậc về hiệu quả và bền vững trong tương lai.

Công nghệ pin mới được phát triển dựa trên cùng một đồng vị phóng xạ carbon-14, đồng vị này thường được sử dụng trong phương pháp xác định niên đại bằng carbon.

Tuy nhiên, công nghệ pin kim cương khai thác sự phân rã phóng xạ của carbon-14, một quá trình trong đó carbon-14 phát ra một mức năng lượng rất thấp trong suốt một khoảng thời gian cực kỳ dài, giúp pin có thể hoạt động bền bỉ trong nhiều năm mà không cần thay thế.

Về cơ bản, công nghệ này hoạt động theo nguyên lý tương tự như các tấm pin mặt trời, vốn chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng.

Tuy nhiên, thay vì thu giữ các photon (hạt ánh sáng) như trong pin mặt trời, pin kim cương sử dụng khả năng thu giữ các electron chuyển động nhanh được tạo ra trong cấu trúc của kim cương khi carbon-14 phân rã.

Các electron này được thu thập và chuyển hóa thành năng lượng điện, cung cấp một nguồn năng lượng ổn định và lâu dài. Chính vì vậy, pin kim cương không chỉ khác biệt về nguyên lý hoạt động mà còn mang lại một giải pháp năng lượng có tiềm năng sử dụng lâu dài mà không cần tái tạo hay thay đổi thường xuyên.

Sarah Clark, Giám đốc Chương trình chu trình nhiên liệu Tritium tại Cơ quan Năng lượng nguyên tử Anh (UKAEA), chia sẻ: "Pin kim cương mang đến một giải pháp an toàn và bền vững cho việc cung cấp nguồn điện liên tục. Những chiếc pin này được chế tạo từ kim cương nhân tạo, bao bọc một lượng nhỏ carbon-14 một cách cực kỳ an toàn, hứa hẹn mở ra một tương lai năng lượng mới ổn định và lâu dài".

Pin kim cương sở hữu một loạt các ứng dụng tiềm năng vô cùng rộng lớn, nhờ vào khả năng cung cấp năng lượng ổn định và lâu dài.

Trong lĩnh vực công nghệ y tế, pin kim cương có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị quan trọng như máy tạo nhịp tim, thiết bị cấy ghép thính giác, và mắt giả mà không cần thay thế pin, giúp giảm thiểu sự bất tiện và các rủi ro liên quan đến việc thay pin định kỳ. Điều này đặc biệt quan trọng trong các trường hợp cần duy trì hoạt động liên tục của các thiết bị này mà không gặp phải sự gián đoạn.

Ngoài ra, pin kim cương còn có thể được ứng dụng trong các môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như trong không gian vũ trụ hoặc dưới đáy đại dương sâu, nơi mà việc thay thế pin trở nên vô cùng khó khăn hoặc không thể thực hiện được.

Vì pin kim cương có tuổi thọ dài và không yêu cầu bảo dưỡng thường xuyên, chúng là giải pháp lý tưởng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị hoạt động trong những điều kiện cực kỳ khắc nghiệt.

Mặc dù công nghệ pin kim cương mới này khó có thể được ứng dụng ngay lập tức cho các thiết bị thông thường như điện thoại, máy tính xách tay, nhà thông minh hay xe điện, những sản phẩm mà chúng ta luôn mong muốn có pin với tuổi thọ dài và chu kỳ sạc vô hạn nhưng nó vẫn là một thành tựu khoa học rất ấn tượng và đầy tiềm năng.

Công nghệ này chủ yếu thích hợp với những ứng dụng đòi hỏi nguồn năng lượng ổn định trong một khoảng thời gian dài mà không cần thay thế hoặc bảo trì, như trong y tế, vũ trụ, hay môi trường khắc nghiệt.

Mặc dù không phải là giải pháp cho tất cả các nhu cầu năng lượng hiện tại, nhưng sự phát triển này hứa hẹn sẽ dẫn đến những tiến bộ mới, không chỉ trong các lĩnh vực chuyên biệt mà có thể ảnh hưởng đến nhiều ngành công nghiệp trong thời gian tới.