О создании первого в мире уран-ионного аккумулятора сообщило Агентство по атомной энергии Японии. Он работает также, как литий-ионные аккумуляторы наших дней, только вместо лития используется обедненный уран – побочный продукт обогатительных фабрик, где делают ядерное топливо.
Первый в мире уран-ионный аккумулятор создан в Японии: зачем нужна токсичная батарейка
Уран по своей природе – это металл. Так же, как литий или свинец, его можно использовать для производства аккумуляторов. Однако он еще и токсичен и радиоактивен.
Капсула с U238. (c) James St. John — Flickr
О создании первого в мире уран-ионного аккумулятора сообщило Агентство по атомной энергии Японии JAEA.
В природе уран представлен в смеси трех изотопов: U234, U235 и U238. Первые два используются как топливо для АЭС, а последний по причине невысокой радиоактивности отбрасывается. Однако и он достаточно радиоактивен, химически агрессивен и очень токсичен, поэтому накопление таких отходов является экологической проблемой. За эру атомной энергетики в мире накопилось 1,6 млн тонн обедненного урана. Ему найдено несколько применений, но все достаточно ограниченные по объемам.
За эру атомной энергетики в мире накопилось 1,6 млн тонн обедненного урана.
Теперь японские инженеры предлагают использовать его для производства систем хранения энергии, работающих в паре с нестабильными источниками энергии – солнце и ветер.
Обедненный уран химически агрессивен, поэтому хранить его трудно.
Как работает первая U-ion батарейка
Анод прототипа сделан из обедненного урана, а катод содержит железо. При размерах 10х10х5 см, он создает напряжение 1,3 В, что близко к 1,5 В стандартной литий-ионной ячейки.
Разработчики зарядили и разрядили образец 10 раз и, как говорят, его характеристики не поменялись – хороший знак, обещающий, что урановые аккумуляторы будут достаточно долговечны.
По мнению его создателей, на уране-238 перспективнее всего создавать проточные окислительно-восстановительные батареи, или редокс-батареи. Электроды в них жидкие, а обмен ионами происходит через мембрану. Эффективность редокс-батарей выше, чем обычных ячеек с жидким электролитом и твердыми электродами.
Редокс-батарея: цистерна с жидким анолитом слева, жидкий католит справа.
По причине опасности самого урана, даже в обедненной форме, применять такие аккумуляторы можно довольно ограничено – например, для обеспечения энергией хранилища ядерных отходов.
Вопрос читателям Techinsider
Разработка интересная: есть идеи, где еще урановые батареи можно безопасно применять?