Akkumulátor készül nukleáris hulladékból – Új értelmet nyer a kimerült urán
A megújuló energiaforrások terjedése miatt egyre nagyobb az igény a hatékony energiatárolásra. Ezen a területen szólhat nagyot az új akkumulátor, amely a nukleáris hulladékká vált urán kémiai tulajdonságait használja ki.
Az urán régóta ígéretes aktív anyagnak számít, ha kémiai akkumulátorokban történő felhasználásról van szó, csak éppen eddig nem sikerült elérni a gyakorlati alkalmazását. Japán kutatóintézetek és tudományos, illetve energiaipari létesítmények összefogásával a jelek szerint valóra vált a korábban lehetetlennek hitt vállalkozás: sikerült megépíteni egy működő, uránalapú újratölthető akkumulátor prototípusát. Az eszköz teljesítményét töltési-kisütési vizsgálatokkal is igazolták – árulta el a Japán Atomenergia Ügynökség. A közlemény hozzáteszi: a kutatók jelenleg olyan áramlásos cellák fejlesztésén dolgoznak, amelyek nagyobb kapacitású elektródákat használnak, és az aktív anyagokat oldat formájában keringtetik, hogy az akkumulátorokat piacképes megvalósítás felé mozdítsák.
Új szerep az elhasznált urán számára
Az atomerőművek üzemanyaggyártása során keletkező elhasznált, vagy kimerült urán jelenleg bonyolult és drágán eltárolható melléktermék, ami atomtemetőkben végzi, hiszen a jelenlegi könnyűvizes reaktorokban nem használható. Éppen ezért a kutatásnak otthont adó Japánban körülbelül 16 ezer tonnát raktároznak belőle, de minden más, atomenergiát használó nemzetre – így hazánkra is – súlyos feladatokat ró, hogy biztonságosan tárolja el. A 2000-es évek elején felmerült az ötlet, hogy az egyszer már felhasznált, további atomenergia-termelésre alkalmatlan urán újratölthető akkumulátorok aktív összetevője legyen, de sokáig nem álltak rendelkezésre konkrét adatok a teljesítményéről.
A japánok ebben értek el áttörést: megalkották a legalább már további vizsgálatokra alkalmas, uránalapú újratölthető akkumulátort, ami a jövőben akár a mindennapokba is beköltözhet.
A megújuló energiaforrások, például a nap- és szélerőművek termelése időjárásfüggő, ami ingadozó áramtermelést eredményez. Az energiaellátás stabilizálásához egyre nagyobb tárolókapacitásra van szükség. Az újratölthető akkumulátorok pedig kulcsszerepet játszanak ebben a folyamatban, így egyre nagyobb figyelem irányul az új energiatároló technológiák fejlesztésére.
Nagyon ígéretes megoldás, nukleáris hulladékból
A kutatócsoport által fejlesztett uránalapú újratölthető akkumulátor negatív elektródáját urán, a pozitív elektródáját pedig vas alkotja. A prototípus egyetlen cellájának feszültsége 1,3 Volt, ami közel áll a hagyományos alkáli elemek 1,5 voltos feszültségéhez. Az akkumulátor tíz töltési és kisütési cikluson esett át, miközben a teljesítménye szinte változatlan maradt, ami stabil működést jelez.
Ha az uránalapú akkumulátorokat sikerül nagyobb kapacitású energiatárolóvá alakítani és gyakorlati alkalmazásba állítani, az a Japánban – és bárhol máshol – lévő kimerült uránkészletek jelentős részét új erőforrássá teheti, ezáltal nem csak a veszélyes, sugárzó hulladék ártalmatlanításának problémája enyhülne, de egy fontos új alapanyag is születne az akkumulátoripar számára. Az ilyen cellák hozzájárulhatnak a megújuló energiával táplált elektromos hálózat teljesítményszabályozásához, támogatva egy tényleg szén-dioxid-mentes társadalom megvalósítását.
