Российские учёные разработали мощную компактную ядерную батарейку | Gearmix
06.06.2018 12:36

Российские учёные разработали мощную компактную ядерную батарейку

Источник перевод для gearmix ()

Перспектива менять батарейки в портативных устройствах раз в десять лет или даже раз в сто лет выглядит заманчиво. Когда в обиход войдут ядерные батарейки, эта перспектива воплотится в жизнь, однако сегодня плотность энергии таких аккумуляторов слишком мала. Российские учёные разработали ядерную батарейку на никеле-63, которая обладает большей мощностью, чем обычные батарейки.

Атомная энергия не пользуется популярностью, так как распад радиоактивных материалов продолжается десятилетиями или веками. Но этому свойству можно найти полезное применение: ядерная батарейка способна годами высвобождать энергию медленно и бесперебойно.

В основе работы некоторых ядерных батареек лежит бета-вольтаический эффект. Энергия бета-излучения преобразуется в электричество. Бета-вольтаические батарейки способны обеспечивать прибор электроэнергией в течение продолжительного времени, а низкая плотность энергии означает, что энергия выделяется медленно.

Подобные аккумуляторы идеально подходят для использования в приборах, заменить батарейки в которых проблематично – это космическое оборудование или встраиваемые аппараты наподобие кардиостимуляторов. В последние годы появились ядерные батарейки на основе стронция и нано-тритиевый аккумуляторы, способные проработать 20 лет.

Разработка специалистов МФТИ, ТИСНУМ и Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» выполнена на основе изотопа никеля-63, период полураспада которого составляет более 100 лет. Исследователи представили новую конструкцию, которая повышает плотность энергии устройства.

Учёные смогли добиться эффективных результатов, поместив слой никеля-63 толщиной в 2 микрона между алмазными полупроводниками толщиной в 10 микрон. Мощность снабжённой двумя сотнями алмазных полупроводников батарейки составила около 1 микроватта. Плотность энергии составляет 10 микроватт на кубический сантиметр, и это позволяет устройству питать современный кардиостимулятор.

Плотность запасённой энергии оценивается в 3300 милливатт-часов на грамм. По подсчётам учёных, это в 10 раз больше, чем у обычных батареек.

Разработчики создали более эффективный способ массового производства алмазных полупроводников с минимальными потерями. Учёные утверждают, что хотя массовое производство никеля-63 сегодня связано с некоторыми сложностями, процесс будет отлажен в ближайшие десять лет.

В будущем исследователи продолжат совершенствовать конструкцию батарейки, пути повышения мощности уже намечены. Среди них обогащение никеля-63, изменение структуры алмазных полупроводников и увеличение их площади.

Научная статья о ядерной батарейке опубликована в издании Diamond and Related Materials.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Комментарии запрещены.