Подпишитесь на нас в Google
Ученые из Северо-Западного педагогического университета совместно с коллегами из китайской компании Gansu Zhulong Technology создали радиоизотопную батарею нового поколения, в которой используются изотоп углерода-14 и преобразователь на основе карбида кремния. Об этом пишет Interesting Engineering.
В издании напомнили, что радиоизотопная батарея использует энергию распада радиоактивного изотопа, находящегося внутри нее, для выработки электроэнергии. Поскольку период полураспада радиоактивных изотопов может составлять несколько десятилетий, а то и столетий, радиоизотопная батарея может оставаться активной гораздо дольше, чем ее химические аналоги.
Такие батареи отлично подходят для использования в космических аппаратах и удаленных датчиках мониторинга окружающей среды. Также их можно использовать в некоторых медицинских имплантатах.
Отмечается, что новая радиоизотопная батарея представляет собой значительное усовершенствование по сравнению со своей предшественницей с точки зрения емкости. В 2024 году китайские ученые создали радиоизотопную батарею на основе углерода-14 и назвали ее "Candle Dragon‑I". Батарея нового поколения под названием "Цяньцзиюань Тяньшу" отличается тем, что доля используемого радиоактивного материала ограничена 22%, при этом мощность увеличена в 2,6 раза без ущерба для напряжения или стабильности.
"Прежние версии страдали от низкой мощности, плохой интеграции и высокой стоимости, поэтому команда сосредоточилась на том, чтобы сделать устройство компактным, мощным, доступным по цене и полностью произведенным внутри страны", - рассказал Су Маоген, руководитель проекта в Северо-Западном педагогическом университете.
Всего ученые выделили пять основных усовершенствований батареи "Цяньцзиюань Тяньшу" по сравнению с "Candle Dragon‑I", включая более подходящий радиоактивный источник и трехмерную многослойную конструкцию, которая экономит место и улучшает интеграцию. Также новая версия получила микросистему управления питанием и встроенные датчики, которые обеспечивают автономную работу.
В издании отметили, что повышение эффективности батареи было достигнуто за счет использования преобразователя из карбида кремния, изготовленного в Китае.
На что способна новая батарея
По словам ученых, батарея нового поколения имеет размер чуть более 16,8 кубических сантиметров. Используя 129 милликюри углерода-14, она способна выдавать ток 0,713 микроампера, напряжение 2,06 В и максимальную мощность 1,13 микроватта.
В издании добавили, что обычно в радиоизотопных батареях используются термоэлектрические материалы для преобразования тепла распада в энергию. Системы, применяемые в таких батареях, по своей природе громоздки и требуют высоких температур для работы. Однако "Цяньцзиюань Тяньшу" направляет электроны или бета-частицы, образующиеся при распаде, на полупроводник из карбида кремния, где они непосредственно используются для генерации тока.
Исследователи заявили, что эта батарея во многом похожа на солнечную панель.Вместо света она работает на излучении.
Ученым удалось уменьшить объем батареи всего на 17 процентов, но им удалось увеличить объемную плотность мощности примерно в 15 раз. Кроме того, поскольку период полураспада углерода составляет 5 730 лет, срок службы ядерной батареи фактически исчисляется тысячами лет,.
В Швейцарии под землей строится самая большая батарея в мире
Ранее в Econews писали, что компания FlexBase строит гигантский проект проточной редокс-батареи в кантоне Аргау, Швейцария, планируя в конечном виде получить емкость хранилища более 2,1 ГВт·ч и выходную мощность более 1,2 ГВт.
В отчетах описывается котлован глубиной примерно 27 метров и длиной более двух футбольных полей, построенный для размещения центральных частей системы проточной редокс-батареи. На поверхности более широкий кампус занимает площадь более 40 000 квадратных метров, в то время как сама система хранения аккумуляторов, по описанию FlexBase, занимает более 20 000 квадратных метров.
