Дешево и неопасно? И еще несколько громких утверждений о технологии новых источников электроэнергии

В закладки
Дисклеймер
Это только перевод интервью. Я был удивлен щедростью обещаний и легкостью, с которой они делаются. Анонсированный первоначально перевод статьи с wired, я, возможно, сделаю позже. Их материал менее хайповый, там даны более осторожные обещания, некоторые ответы прямо противоположны тем, которые вы прочитаете в здесь.
От переводчика
С моей точки зрения в этом материале оказалось практически все нужное для привлечения внимания – и «нано», и «даймонд», и «переработка РАО», и социальная миссия, и беспрецедентно дешево, жаль только что covid-19 немного ломает планы 🙂 Но мы же тут мечтатели, хоть и осторожные, правда? Ну вот и помечтаем о том, что случится, если за пышными словами последует реальный результат.

Интервью с командой NDB

Автор: Лоз Блейн (Loz Blain)

Наноалмазные батареи: вырабатывают энергию в течение десятилетий, даже тысячелетий, используя переработанные ядерные отходы, надежно упакованы в ударопрочный и защищенный от несанкционированного доступа корпус

Дешевый, безопасный, «вечный» аккумулятор, который десятилетиями обеспечивает высокую мощность без необходимости подзарядки? Это изменит правила игры. Калифорнийская компания NDB делает возмутительные заявления, говоря о своей технологии наноалмазных батарей, которая может полностью изменить модели производства, распределения и снабжения энергией, если будет внедрена.

Каждая из этих батарей, которая может быть изготовлена в соответствии с любым существующим стандартом или форм-фактором, использует некоторое количество переработанных радиоактивных отходов (РАО), превращенных в радиоактивную субстанцию с алмазоподобной структурой и покрыта материалом из искусственных алмазов для безопасности.

Каждая из этих батарей может быть изготовлена в соответствии с любым существующим стандартом или форм-фактором, использует некоторое количество переработанных радиоактивных отходов (РАО), превращенных в радиоактивную субстанцию с алмазоподобной структурой и покрыта материалом из искусственных алмазов для безопасности.

Мы подробно объяснили технологию в нашей предыдущей статье, но у нас появилась возможность поговорить с руководителями команды NDB. Генеральный директор (CEO) д-р Нима Голшарифи, главный операционный директор (COO) д-р Мохаммед Ирфан и директор по стратегии (Chief Strategy Officer) Нил Найкер присоединились к нам в Zoom, чтобы обсудить технологию и ее прорывный потенциал.

Далее следует текстовый протокол беседы.

Доктор Нима Голшарифи: Наша батарея основана на бета-распаде и альфа-распаде радиоизотопов. Наша технология позволяет обезопасить излучение радиоизотопов, обеспечивания использование батарей практически в любой области применения, в которой используются батареи.
От переводчика: это очень сильное утверждение. Ниже будут перечислены некоторые «области применения», для которых утверждается возможность производства батарей.

Лоз (автор): Какой конкретный тип углерода вы используете, где вы его берете?
Нима: В основном мы используем целый ряд различных изотопов, а не только один конкретный, но их получение возможно разными способами. Сейчас у нас есть партнеры, которые смогут нас обеспечить ими.
В основном они взяты из РАО. Мы можем переработать такие отходы, чтобы использовать в качестве сырья для наших целей. Также можно синтезировать его в значительных объемах на нашем производстве.
От переводчика: мне тоже непонятно – как во втором подходе будет происходить «синтез»?

Лоз: Какая часть ядерного реактора создает эти отходы? Как получаются нужные вам отходы?
Нима: Некоторые части ядерного реактора, такие как замедлитель и рефрактор, подвергаются облучению от топливных стержней. Со временем они становятся радиоактивными. Постепенно вырабатывая свой ресурс, они становятся отходами, которые нуждаются в хранении.
Мы можем исключить эту потребность в хранении, и с помощью некоторого процесса, например, газификации или других технологий, которые мы разработали, превратить отходы в нужное для наших батарей сырье.
Шейх Мохаммед Ирфан: Доктор Нима, будет полезно упомянуть о масштабе проблемы с отходами ядерной промышленности в настоящее время.
Нима: Сегодня расходы составляют более ста миллионов долларов ежегодно. РАО – заметная проблема во всем мире. По сути, нет другого способа повторно их использовать, а значит, приходится захоронить и обеспечивать безопасность хранилищ.
Мы предлагаем решение сразу обеих задач — превращение РАО в батарею, которая вырабатывает энергию безопасным способом. После использования, а она может иметь очень долгий срок службы — она становится безопасным побочным продуктом, не наносящим вреда окружающей среде.
От переводчика: мысленно поставьте перед каждым прилагательным «усилитель», чтоб уловить нотки безапеляционности в этих утверждениях. Вот прям «серебрянная пуля»…

Лоз: Мне попадалась информация о том что эти батареи могут прослужить 28000 лет.
Нима: Немного не так. Срок службы зависит от типа примененного радиоизотопа, и он будет разным. Мы можем сказать, что батарея точно проработает дольше срока службы потребителя ее энергии. Для некоторых областей использования — намного дольше. Например, если мы говорим об электромобилях, наша батарея сможет проработать около 90 лет без необходимости подзарядки.
Если говорить о бытовой электронике, это, вероятнее всего, около 9 лет. И да, только в некоторых областях применения (sensor application) этот срок может достичь 28000 лет.

Движущая сила новой батареи — это процесс распада углерода-14 на азот, антинейтрино и электрон

Лоз: С этим разобрались. Какое же количество нужных вам отходов имеется в наличии? Это достаточно доступная штука или ограниченно-доступная?
Нима: Нами рассматриваются два вида РАО. Средне-активные и высоко-активные. Вероятно наступит время, когда мы переработаем все доступные РАО, и нам понадобятся иные способы получения сырья. Но, как я уже упоминал, мы сможем производить это сырье другими методами, включая трансмутацию (transmutation).
От переводчика: все интересней…
Я имею в виду процесс, который уже освоен, а не то, что мы изобрели сами. Он был разработан в Массачусетским технологическим институтом и включает в себя центрифугу для отделения изотопов. В нем основным ингредиентом является азот, в свою очередь извлекаемый из воздуха, поэтому это очень дешевое решение.

Лоз: Итак, на входе у вас РАО, они явно опасны для людей. Как же производимая вами батарея станет безопасной?
Нима: Говоря просто мы создаем оболочка (cover) из радиоактивного вещества. Используемая нами комбинация технологий делает ее очень безопасной для пользователей. Это напрямую связано с тем, что мы применяем алмазоподобные структуры.
Алмаз имеет множество интересных свойств. Например, это один из лучших радиаторов, доступных на данный момент. Это обеспечивает тепловую безопасность (теплоотвод). Что касается стойкости к разрушению, алмаз — один из самых прочных материалов в мире. Он в 11.5 раз прочнее стали. Такие свойства уже делают наши батареи безопасными.
Также мы обладаем другими технологиями, такими как имплантация радиоизотопов в структуру алмаза, что останавливает их излучение (spread), даже если структура нарушена.
От переводчика: я совсем не специалист, но дальнейшее упоминание специального оборудования выглядит как забалтывание и нежелание говорить о сути метода.

В общем, я хочу вас уверить, что это ряд ноу-хау, которые мы либо уже внедрили, либо изобрели. Их комбинация позволит создавать очень безопасную конструкцию.
Ирфан: Я хотел бы добавить к этому, что использование радиоизотопов в качестве источника энергии не новость. У нас есть медицинские применения, где пациентов лечат с помощью контролируемого облучения, что всегда давало эффективные результаты. Точно так же у нас есть атомные подводные лодки и авианосцы. Конечно, это совершенно другой процесс, но он позволяет успешно и безопасно передавать мощность и энергию без побочных проблем с безопасностью.
От переводчика: ну то есть никакого нагрева теплоносителя энергией излучения, паровых турбин и генераторов. Понятно… А почему ж они эффективный теплоотвод упоминали?
Доктор Нима подчеркнул, что выбор алмазоподобных структур обусловлен их мощными экранирующими и защитными механизмами.

Лоз: Согласен, мы знаем как прочны и договечны алмазы, но можете ли вы описать, как именно генерируется и преобразуется энергия излучения?
Нима: Я могу привести пример, который поможет вам. Возьмем фото-электрические элементы, они всем известны. Они преобразуют энергию светового излучения в электричество.
В нашем случае мы преобразуем альфа- и бета-излучение непосредственно в электричество. И материал, который мы используем, — это простой кристаллический алмаз. Как я упоминал ранее, у нас есть еще один слой, который представляет собой полностью кристаллический алмаз, создающий дополнительную защиту и безопасность для этой структуры.
Нил Найкер: Нима хочет сказать что радиоактивность вашего тела, выше того, что вы получаете от этих батарей. Они определенно достаточно безопасны.

Лоз: Если рассматривать автомобили, eVTOL и тому подобное в качестве области применения батарей, то кажется, что основными показателями их эффективности являются плотность энергии, удельная мощность, безопасность при аварии. Что вы можете сказать об этом?
Нима: Когда мы говорим о плотности энергии, то для радиоизотопа она намного выше остальных решений, доступных на рынке.
Что касается удельной мощности, могу сказать, что наше решение, обеспечивает более высокий уровень. Не такой большой как в случае с плотностью энергии. Но он все-таки будет лучше, чем у другие аккумуляторов на рынке.
Что касается сбоев, то отвечу вам так — никакая авария вообще не может разрушить нашу структуру. Вы ведь помните, мы используем алмазы и особые технологии, которые сделали его прочнее? Единственный способ повредить наш продукт – использовать специальные инструменты и лазеры, которые довольно дороги.
Нил: Другой способ оценить наше решение – сопоставить его с iPhone. Батарея такого же габарита сможет зарядить ваш телефон за двенадцать минут (five times an hour). Просто представьте! Представьте себе жизнь, если вам вообще не придется заряжать аккумулятор в течение дня. А теперь представьте себе неделю, месяц… Как насчет десятилетий? Вот что мы можем делать с помощью этой технологии.

Лоз: Это повлияет на бизнес производителей телефонов.
Нил: Точно. Еще несколько моментов. Один из них — это способность масштабирования. Мы сможем начать с наномасштаба и перейти к энергетическим спутникам, локомотивам… Представьте себе это.
И второе, мы взяли что-то очень бесполезное и опасное — радиоактивные отходы, а превратили их в продукт, дающий энергию.
И, наконец, наша технология может быть использована для доставки недорогой электроэнергии туда, где она нужна. Мы изменим всю цепочку создания и хранения энергии. Сейчас, чтоб вы могли щелкнуть выключателем и включить свет, требуется развитая инфраструктура. А с тем, что мы создаем, вся эта инфраструктура вам не нужна. Достаточно установить одну из этих батарей в доме, и р-р-раз, у вас все есть. Представьте себе изменения, которое произойдут, хорошие и не очень. Полагаю, некоторых это может расстроить.
Мы взяли то, что действительно вредно для окружающей среды, по сути – огромную и накапливающуюся, нерешаемую проблему, а создали энергию. Для местностей, где отсутствует электрическая инфраструктура, мы обеспечим ее наличие по очень низкой цене.

Небольшая конструкция, смонтированная на печатной плате – такая батарея может полностью изменить «энергетическое уравнение», поскольку она никогда не потребует зарядки и будет служить много лет.

Лоз: Давайте поговорим о стоимости. Известно, литиевые батареи стоят дорого, они являются основным компонентом стоимости электромобилей. Вы, ребята, посчитали, во что обойдутся ваши решения?
Нима: Да, мы провели оценку. Были рассмотрены многие области применения. Могу сказать точно, что цена будет существенно зависеть от области применения, но останется конкурентоспособной по сравнению с литий-ионными батареями.
В единичных экземплярах наше решение окажется дороже, но как только вам понадобится масштабировать его, мы окажемся существенно дешевле. Я приведу пример — аккумулятор для автомобиля Tesla стоит приблизительно 9-10 тысяч долларов. Наша батарея будет стоить в районе 7-8 тысяч долларов. Прошу учесть, что в других применениях преимущество будет другим.

Лоз: Дешевле, дольше служит, не требует зарядки…
Ирфан: Да, источник питания не только на несколько тысяч дешевле, но и наш сам подзаряжается. Сейчас вашу Tesla нужно периодочески подзаряжать, останавливаться для этого в пути, тратить время, к тому же со временем батарея изнашивается. Жизнь нашей батареи несомненно дольше.
Вероятно, мы реализуем какую-то модель подписки с оплатой по мере использования, но это будет значительно дешевле, чем тот механизм, который имеется для автомобилей Tesla в настоящее время.

Лоз: С ума сойти! И как далеко продвинулась эта ваша технология? Насколько вы далеки от массового производства? Как обстоят дела с прототипированием и тестированием?
Нима: В настоящее время мы находимся на стадии прототипирования. Мы завершили проверку концепции и собираемся запустить коммерческий прототип. Однако случилась пандемия, и работы в наших лабораториях остановились на некоторое время.
Могу сказать, что как только лаборатории откроются вновь, нам потребуется 6-9 месяцев, чтобы завершить работы над коммерческим прототипом, а затем пройти согласовательные процедуры накануне выведения на рынок первых продуктов. С уверенностью могу определить продолжительность этого периода до двух лет.

Лоз: Значит, это совсем скоро!
Нил: Рассмотрим одну из потенциальных областей применения наших продуктов – рассмотрим компании, имеющие центры обработки данных по всему миру — Google, Amazon, Facebook, вот это вот все. В конфиденциальных беседах мы обсуждали использование и утилизацию источников бесперебойного питания (ИБП). Google всегда должен быть доступен. Эти компании самые крупные пользователи ИБП на планете. И у этих ИБП есть срок годности, они должны их утилизировать.
Используя наш продукт, компании смогут обеспечить непрерываность своих сервисов, сокращая при этом выбросы углекислого газа. К тому же наш продукт прослужит намного дольше. Это коренным образом изменит правила игры, а если учесть, насколько масштабны такие сервисы, как AWS, это станет отличным решением.
Отдельный наш продукт будет нацелен на рынок спутниковых услуг, там почти без разницы, радиоактивен источник питания или нет. Мы сможем питать спутники с низким энергопотреблением исключительно продолжительное время, не обращая внимания на их ориентацию по отношению к Солнцу.
От переводчика: думаю, тут есть вопросы – насколько низкое потребление имеется в виду, какие уровни излучений предполагаются как допустимые?
Это меняет всю картину. Мы не только изменим энергетическую концепцию генерации и доставки электроэнергии, мы сможем инициировать огромные изменения в бизнес-модель для многих компаний. Серьезные проблемы могут стать незначительными.
Полагаю, многие отрасли изменятся. В будущем мы могли бы рассмотреть возможность питания нанороботов внутри нашего тела. Наша технология отлично масштабируется и работоспособна в наномасштабе. Мы думаем, это будет очень впечатляюще.
От переводчика: в оригинале сказано от nano scale до large scale – я не могу определенно предположить насколько этот large действительно велик.

Лоз: Давайте поговорим об ограничениях вашей технологии. Доступность сырья? Государственное или отраслевое регулирование? Вы видите какие-либо нормативные барьеры?
Ирфан: Хороший вопрос. Мы провели всестороннее исследование нормативных аспектов нашей технологии. К счастью, на рынке уже есть другие устройства, в которых используются радиоизотопы и радиоактивные материалы. Некоторые из них используются в медицинской промышленности, например, кардиостимуляторы. Уже сейчас такая продукция регламентируется различными типами правил.
Поэтому наши разработки со временем смогут удовлетворить эти правила.
Нил: У вас дома наверняка есть детекторы дыма, верно? Все они имеют некоторую радиоактивность. Вот вам один из примеров распространенности подобной продукции.
В том что касается доступности сырья, то его достаточно для того, чтоб использовать его в течение длительного времени. Проблема не в этом. Учтите, что с точки зрения регулирования есть некоторые рынки, на которые мы можем выйти сразу. Аэрокосмическая, военная и многие другие отрасли, где нет некоторого типа требований к соответствию.
Для автомобиля же все может быть по-другому. А для слухового аппарата – совсем иным продуктом. Но, повторю снова, есть области применения, где это совсем не проблема.

Лоз: Верно. Это, возможно, немного глупый вопрос, но нужно ли вам платить за эти ядерные отходы, или компании заплатят вам, чтобы избавиться от них?
Ирфан: (Смеется) Я рад, что ты затронул этот аспект! У нас есть несколько мест, которые сами предложили заплатить нам за то, чтобы мы забрать РАО. Для них это неудобства и расходы. Они должны хранить надежно и безопасно — можете себе представить правила, касающиеся этого. Во многих случаях им приходится также содержать зоны отчуждения. Они действительно готовы заплатить нам за то, чтобы мы их избавили от забот.
Это еще одна возможность заработка, и мы обсуждали это с несколькими партнерами.

Лоз: Какой замечательный бизнес, где тебе еще и платят за то, чтобы ты сам добывал сырье.
Нил: Я хочу отвезти такую вещь в свою родную страну. Если вы посмотрите на карту использования энергии в мире и карту богатства в мире, они окажутся очень похожи. Мы попытаемся доставить некоторые из наших продуктов в местах, где у детей нет электричества для выполнения своих домашних заданий, или чтобы использовать технологии очистки воды.
От переводчика: прям как Маск, который намерен обеспечить интернет в любой глуши.
Мы намерены сделать это составной частью нашего бизнеса. И хотя мы не можем назвать имена, мы поговорили с несколькими крупными партнерами, которые поддержали эти усилия. Некоторые из этих компаний считают, что им нужно причинять добро в мире, и обеспечение электричеством мест по всему миру, в которых его пока нет, — прекрасная для них возможность.
Опять же — у них попросту нет огромной инфраструктуры. Но и нам не нужна инфраструктура. Нам не нужны ни электростанции, ни линии электропередач, ни что-либо подобное, чтобы обеспечивать электроэнергией. Мы — решительная команда, и намерены обеспечить все то, что не обеспечено сегодняшняй инфраструктурой.

Лоз: Что касается интеллектуальной собственности, чем вы, ребята, владеете, и какой конкуренции ожидаете?
Ирфан: Сейчас у нас есть заявка на патенты на нашу технологию. Я думаю, что мы намного опережаем конкурентов на рынке, мы начали намного раньше, чем другие, и наши решения более продвинуты.
От переводчика: в еще одной статье, ссылку на которую я давал, упоминается более скучное решение из Бристоля – там точно нет автомобилей и космоса

Мы благодарим членов команды NDB за потраченное время и надеемся узнать больше по мере продвижения разработки.

Источник: NDB

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

4
Войдите, чтобы видеть ещё 10 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Юрий Г.
Вечность назад

Ну теперь понятно почему РФ завозит ядерные отходы составами. Они рассчитывают потом их продавать как сырье для алмазных батарей. ПС: (шутка)

Знайка
Вечность назад

> РИТЭГи в топку? Читаем по ссылке: > These are a great power option for very small amounts of power— we’re talking microwatts or even picowatts. А РИТЭГи дают космическим аппаратам десятки и сотни ватт. Удельная мощность распада углерода-14 составляет примерно 1,2 Вт/кг. Удельная мощность распада плутония-238 - 567 Вт/кг. Делаем выводы о перспективах замены плутония углеродом...

Джон Инспракер
Вечность назад

В мене є універсальний запобіжник, який дозволяє по життю уникати МММ-подібних прикростей. "Це занадто прекрасно, аби бути правдою". На цьому інтерв'ю він спрацював громоподібним ревом

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.