У Китаї створили ядерну батарею, здатну працювати тисячі років
Китайські вчені представили радіоізотопну батарею нового покоління, яка використовує ізотоп вуглецю-14 та перетворювач на основі карбіду кремнію. Розробники стверджують, що новинка є значно ефективнішою за попередню модель і потенційно може працювати тисячі років.
Радіоізотопні батареї виробляють електроенергію за рахунок розпаду радіоактивного ізотопу.
На відміну від звичайних акумуляторів, вони не потребують підзарядки, а їхній термін служби визначається періодом напіврозпаду ізотопу, який може становити десятки, сотні або навіть тисячі років.
Такі джерела живлення застосовують у:
- космічних апаратах;
- віддалених системах екологічного моніторингу;
- медичних імплантатах, де потрібна тривала автономна робота.
Нову розробку під назвою «Цяньцзіюань Тяньшу» створили фахівці Північно-Західного педагогічного університету спільно з компанією Gansu Zhulong Technology.
Вона стала наступницею батареї Candle Dragon-I, представленої у 2024 році.
За словами керівника проєкту Су Маогена, дослідники прагнули зробити пристрій:
- компактнішим;
- потужнішим;
- доступнішим у виробництві;
- повністю виготовленим у Китаї.
Попри те, що частка радіоактивного матеріалу в новій батареї обмежена 22%, її потужність вдалося збільшити у 2,6 раза без втрати стабільності чи напруги.
Серед ключових удосконалень:
- використання більш ефективного радіоактивного джерела;
- тривимірна багатошарова конструкція, що підвищує компактність;
- перетворювач із карбіду кремнію китайського виробництва;
- мікросистема керування живленням;
- вбудовані датчики, які забезпечують автономну роботу пристрою.
Нова батарея має об'єм 16,8 кубічного сантиметра та використовує 129 мілікюрі вуглецю-14.
Її основні характеристики:
- напруга — 2,06 В;
- струм — 0,713 мікроампера;
- максимальна потужність — 1,13 мікровата.
На відміну від традиційних радіоізотопних батарей, які перетворюють тепло від радіоактивного розпаду на електроенергію, «Цяньцзіюань Тяньшу» використовує бета-випромінювання безпосередньо для генерації струму через напівпровідник із карбіду кремнію.
За принципом роботи ця технологія нагадує сонячну панель, однак замість світла джерелом енергії виступають бета-частинки, що утворюються під час розпаду ізотопу.
Дослідникам вдалося зменшити розміри батареї на 17%, водночас збільшивши об'ємну щільність потужності приблизно у 15 разів.
Оскільки період напіврозпаду вуглецю-14 становить близько 5730 років, теоретичний ресурс роботи такої батареї також обчислюється тисячоліттями, що відкриває широкі перспективи для її використання у космічній, медичній та науковій сферах.
Про це повідомляє Interesting Engineering.
Раніше американська компанія NRD, LLC представила унікальне джерело живлення, яке здатне працювати понад 100 років без підзарядки та обслуговування. Новинка серії NBV використовує енергію радіоактивного розпаду ізотопу нікель-63 та призначена для автономних пристроїв, де заміна батарей практично неможлива.
Дослідники з Університету Тохоку створили анод зі сплаву магнію та олова, який дозволяє твердотільним батареям працювати понад 1300 годин без помітної втрати ємності та потенційно значно збільшує їхній термін служби порівняно з традиційними рішеннями.
Дослідники з Китайської академії наук повідомили про прорив у сфері акумуляторних технологій, представивши нову твердотільну літій-металеву батарею з надшвидкою зарядкою та високим рівнем безпеки.
