Theo thông tin từ các phương tiện truyền thông nước ngoài, các nhà nghiên cứu từ Đại học Bristol và Cơ quan Quản lý Năng lượng Nguyên tử Anh (UKAEA) lần đầu tiên đã thành công trong việc chế tạo pin kim cương carbon-14. Loại pin mới này dự kiến có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị trong hàng nghìn năm, trở thành một nguồn năng lượng cực kỳ bền bỉ.
(Nguồn ảnh: Đại học Bristol)
Công nghệ này sử dụng đồng vị phóng xạ carbon-14 (nổi tiếng với việc được sử dụng trong xác định độ tuổi bằng carbon phóng xạ) để sản xuất pin kim cương. Loại pin kim cương tương thích sinh học này có thể được sử dụng trong các thiết bị y tế như cấy ghép mắt, máy trợ thính và máy tạo nhịp tim, từ đó tối ưu hóa nhu cầu thay thế và giảm bớt đau đớn cho bệnh nhân.
Pin kim cương này cũng có thể được sử dụng trong các môi trường khắc nghiệt (dù là ở không gian hay trên trái đất), nơi việc thay thế pin truyền thống là không thực tế. Loại pin này có thể cung cấp năng lượng cho các thẻ tần số vô tuyến (RF) để xác định và theo dõi các thiết bị trên trái đất hoặc trong không gian (ví dụ: tàu vũ trụ hoặc hàng hóa), kéo dài hàng chục năm, từ đó giảm chi phí và kéo dài tuổi thọ.
Giáo sư Vật liệu học Tom Scott từ Đại học Bristol cho biết: “Công nghệ vi công suất này có thể hỗ trợ một loạt các ứng dụng quan trọng, chẳng hạn như công nghệ không gian, thiết bị an ninh và cấy ghép y tế. Trong những năm tới, chúng tôi rất vui mừng được khám phá tất cả các khả năng cùng với các đối tác trong ngành và lĩnh vực nghiên cứu.”
Nguyên lý hoạt động của pin kim cương carbon-14 là sử dụng sự suy biến phóng xạ của carbon-14 (với chu kỳ bán rã 5.700 năm) để tạo ra năng lượng điện ở mức thấp. Chức năng của nó tương tự như pin năng lượng mặt trời, có thể chuyển đổi ánh sáng thành điện năng. Tuy nhiên, chúng không sử dụng hạt ánh sáng (photon) mà thu thập các electron di chuyển nhanh từ cấu trúc kim cương. Sarah Clark, Giám đốc chu trình nhiên liệu tritium của UKAEA cho biết: “Pin kim cương cung cấp một cách an toàn và bền vững để liên tục cung cấp năng lượng ở mức microwatt. Công nghệ mới nổi này sử dụng kim cương tổng hợp để bao bọc an toàn một lượng nhỏ carbon-14.”
Đội ngũ của hai tổ chức đã cùng nhau tạo ra một thiết bị lắng đọng plasma, đây là thiết bị chuyên dụng được sử dụng ở Khuôn viên Culham của UKAEA để trồng kim cương. Sự tiến bộ này phần nào nhờ vào nghiên cứu về năng lượng nhiệt hạch của UKAEA, chuyên môn đạt được trong nghiên cứu nhiệt hạch giúp tăng tốc độ đổi mới công nghệ liên quan.