Атомні батарейки обіцяють позбавити нас клопоту з підзарядкою — від смартфона до електромобіля. Поки що безпечні для побуту ядерні джерела живлення не дають достатньої потужності для енергомістких пристроїв, проте прогрес є. Науковці з Північно-Західного педагогічного університету (Northwest Normal University) та компанії Gansu Zhulong Technology за рік підвищили потужність своєї атомної батарейки на порядок, повідомляє South China Morning Post.
Розробники представили нове покоління батарейки Qianjiyuan Tianshu на основі ізотопу вуглецю-14 (¹⁴C) та пов’язаний із нею карбід-кремнієвий перетворювач енергії. Вони наголошують, що пристрій створено без іноземних технологій та компонентів. Саму роботу позиціюють як перехід від лабораторного прототипу до підготовки комерційного продукту.
Елемент виробляє енергію безпосередньо шляхом бета-розпаду вуглецю-14. Під час розпаду цей ізотоп випромінює бета-електрони. Їх уловлюють напівпровідникові переходи на основі карбіду кремнію на межі з радіоактивним матеріалом, завдяки чому виникає електричний струм. Принцип нагадує сонячну панель, тільки замість сонячного світла елемент уловлює випромінювання від розпаду радіоактивної речовини.
Період напіврозпаду ¹⁴C становить близько 5730 років. За твердженням розробників, за 50 років роботи така батарейка втратить лише 5% потужності. Це справжня знахідка для кардіостимуляторів та медичних імплантів, елементи живлення в яких сьогодні доводиться міняти кожні 10–15 років.
Підписуйтесь на Mediasat у Telegram: тут найцікавіші новини ТБ та телекому
Потужність, яку виробляє атомна батарейка, вийшла на рівень мікроватів і досягла 1,13 мкВт. Рік тому попередній зразок демонстрував лише 433 нановати. Водночас кількість радіоактивного матеріалу знижено до 22% від початкового рівня, струм короткого замикання зріс у 2,5 раза (до 0,713 мкА), а максимальна потужність — у 2,6 раза. Ефективний об’єм зменшився до 17% попереднього значення (до 16,8 см³), що забезпечило зростання об’ємної щільності потужності у 15,5 раза. Напруга холостого ходу залишилася на рівні 2,06 В.
Заявлені характеристики поки далекі від живлення побутової техніки, проте навіть на такі елементи є стабільний попит — і не лише в медицині. Це датчики Інтернету речей, апаратура для глибоководних і полярних досліджень, космічні зонди, безобслугові вузли зв’язку та оборонна сфера. Розробники заявляють про робочий діапазон елемента від −100 до +200 °C. Це хороший доробок для практичного використання таких елементів у суворих умовах космосу та Землі.
Нагадаємо, нещодавно SpaceX вивела на орбіту перший комерційний супутник із ядерним джерелом живлення. Демонстраційний кубсат BOHR від флоридської компанії City Labs випробовує бетавольтаїчний елемент NanoTritium, у якому електроенергію дають бета-частинки від розпаду тритію.
