MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
В идее атомных батареек заключена заманчивая мысль: никогда не думать о поддержании заряда смартфона или электромобиля. Пока безопасные в быту атомные источники питания не могут обеспечить достаточную мощность для питания энергоёмких устройств. К счастью, прогресс в совершенствовании подобных элементов питания есть. Например, китайские учёные за год смогли на порядок увеличить мощность атомных батареек.
Источник изображения: Northwest Normal University
Об успехе сообщила группа учёных из Северо-Западного педагогического университета (Northwest Normal University) и компании Gansu Zhulong Technology. Недавно они представили новое поколение атомной батарейки Qianjiyuan Tianshu на изотопе углерода-14 (14C) и связанный с ней карбид-кремниевый преобразователь энергии. Разработчики подчёркивают, что устройство создано без иностранных технологий и комплектующих, а сама работа позиционируется как переход от лабораторного прототипа к подготовке коммерческого продукта.
Элемент вырабатывает энергию напрямую за счёт бета-распада углерода-14. При распаде этот изотоп испускает бета-электроны. Они улавливаются полупроводниковыми переходами на основе карбида кремния на границе с радиоактивным материалом, благодаря чему возникает электрический ток. Это как солнечная панель, только работающая на улавливании излучения, возникающего при распаде радиоактивного материала.
Период полураспада 14C составляет около 5730 лет. По утверждению разработчиков, за 50 лет работы такая батарейка потеряет лишь 5 % мощности. Это настоящая находка для кардиостимуляторов и медицинских имплантов, элементы питания в которых сегодня приходится менять каждые 10–15 лет.
Уровень вырабатываемой атомной батарейкой мощности вышел на микроватты и достиг 1,13 мкВт, тогда как год назад предыдущий экземпляр демонстрировал мощность 433 нановатт. Также по сравнению с предыдущим образцом количество радиоактивного материала снижено до 22 % от первоначального уровня, ток короткого замыкания вырос в 2,5 раза (до 0,713 мкА), максимальная мощность — в 2,6 раза, а эффективный объём уменьшен до 17 % (до 16,8 см3) от прежнего значения, что дало рост объёмной плотности мощности в 15,5 раза. Напряжение холостого хода осталось на уровне 2,06 В.
Заявленные характеристики атомных батареек далеки от возможности питать бытовую технику, но даже на такие элементы есть устойчивый спрос, и не только в сфере здравоохранения. Это датчики интернета вещей, аппаратура для глубоководных и полярных исследований, космические зонды, необслуживаемые узлы связи и сфера обороны. Разработчики заявляют рабочий диапазон элемента от −100 до +200 °C — это хороший задел для практического использования таких элементов в суровых условиях космоса и Земли.
Источник:
