Специалисты из компании Beita Pharmatech и Северо-Западного педагогического университета разработали ядерную батарею, в основе которой использован углерод-14, заключённый в карбид кремния. Новый источник энергии под названием Candle Dragon One демонстрирует КПД выше 8% и обладает в 10 раз большей плотностью энергии по сравнению с литий-ионными аккумуляторами. Эта батарея способна функционировать при температурах от −100°C до 200°C и, по расчётам, может обеспечивать питание устройств на протяжении тысяч лет.
В течение четырёх месяцев лаборатория Beita Pharmatech проводит испытания прототипа. На данный момент батарея успешно выдержала 35 тыс. импульсов при питании светодиодов, а также обеспечила стабильную работу Bluetooth-чипов. В конструкции использована композитная структура — радиоактивный углерод-14 заключён в карбид-кремниевую оболочку, что предотвращает утечку излучения и делает использование безопасным.
По результатам тестов, которые провела Китайская академия наук, КПД батареи превышает 8%, а плотность энергии составляет 2,2 Вт·ч/г, что в 10 раз превосходит показатели литий-ионных аналогов. Устройство выдаёт ток короткого замыкания 282 нА, напряжение 2,1 В и демонстрирует пик мощности в 433 нВт. За счёт того, что период полураспада углерода-14 составляет 5700 лет, батарея теоретически может оставаться работоспособной на протяжении тысяч лет без необходимости замены.
Этот источник энергии устойчив к экстремальным температурам и за 50 лет эксплуатации теряет не более 5% производительности. Глава Beita Pharmatech Ли Ган отметил, что бета-вольтаические батареи представляют собой новое поколение компактных решений в области энергоснабжения, которые способны дать толчок развитию передовых технологий, сыграть важную роль в сфере национальной безопасности и внести вклад в освоение космоса.
Несмотря на исключительную долговечность, из-за малой мощности батарея пока подходит только для компактных устройств. Для её широкого коммерческого применения необходимо увеличить плотность энергии и повысить эффективность преобразования.
Ядерные источники питания (радиоизотопные батареи) работают за счёт преобразования энергии радиоактивного распада в электричество. Хотя технология ещё далека от массового распространения, развитие в этом направлении идёт быстрыми темпами.
В конце 2024 года представители Управления по атомной энергии Великобритании и Бристольского университета объявили о создании первой в мире алмазной батареи на основе углерода-14. Пока что подобные разработки находят применение в узких сферах, но в перспективе они могут изменить будущее энергетики.
В медицинской отрасли такие батареи способны обеспечивать работу кардиостимуляторов, нейроинтерфейсов и других имплантов на протяжении десятилетий, избавляя пациентов от необходимости повторных хирургических вмешательств.
В сфере Интернета вещей они продлят срок службы датчиков и автоматизированных систем, минимизируя затраты на обслуживание. В экстремальных условиях (от морских глубин до полярных регионов) станут надёжным источником энергии, устойчивым к резким изменениям температуры. В космических исследованиях позволят зондам и спутникам функционировать без технического обслуживания в течение многих лет.
Ещё по теме:
- Джейсон Судейкис подтвердил выход четвёртого сезона «Теда Лассо»
- Группа хакеров-подростков Com/764 привлекла внимание ФБР из-за перехода от кибератак к экстремизму
- Белорусский стартап Skich представил свой магазин игр для iOS
