Як повідомляє Interesting Engineering, дослідники Північно-Західного педагогічного університету разом із фахівцями Технологічного інституту Ганьсу Чжулун представили ядерну батарею нового покоління. Вона використовує ізотоп вуглецю-14 та перетворювач із карбіду кремнію, що дозволило підвищити ефективність порівняно з попередньою розробкою.
За словами розробників, батарея повністю створена на базі китайських технологій і розрахована на роботу протягом тисяч років завдяки тривалому періоду напіврозпаду вуглецю-14. Такі джерела живлення можуть знайти застосування в космічній галузі, автономних датчиках та перспективних медичних імплантатах, пише Traveller.
Чому ядерні батареї можуть працювати тисячоліттями
Ядерні, або радіоізотопні, батареї виробляють електроенергію за рахунок енергії, що виділяється під час розпаду радіоактивного ізотопу. На відміну від звичайних хімічних акумуляторів, їхній ресурс залежить від періоду напіврозпаду матеріалу, який може становити тисячі років.
Подібні батареї вже використовувалися NASA під час місій «Вояджер» у 1977 році та марсохода Curiosity у 2012 році. Китай також застосовував такі джерела живлення в місячних місіях «Чан’є-3» і «Чан’є-4».
Що вдалося покращити в новій моделі
У 2024 році китайські вчені представили батарею Zhulong-1. Нова модель отримала низку важливих удосконалень.
Основні зміни:
- потужність збільшилася у 2,6 раза без зміни напруги та стабільності;
- використано радіоактивні матеріали із вмістом до 22%;
- покращено узгодження радіоактивного джерела;
- застосовано тривимірну багатошарову конструкцію для кращої інтеграції;
- додано систему керування мікропотужністю;
- інтегровано датчики для автономної роботи без зовнішнього живлення;
- використано розроблений у Китаї перетворювач із карбіду кремнію.
Про основну мету проєкту розповів керівник дослідження Су Маоген.
«Попередні версії страждали від низької вихідної потужності, поганої інтеграції та високої вартості, тому команда зосередилася на створенні компактного, потужного, доступного і повністю вітчизняного пристрою».
Які характеристики отримала батарея
Розробники оприлюднили технічні параметри нового джерела живлення:
- об’єм — 16,8 куб. см;
- джерело енергії — 129 мілікюрі вуглецю-14;
- сила струму — 0,713 мікроампера;
- напруга — 2,06 В;
- максимальна вихідна потужність — 1,13 мікровата;
- об’єм пристрою зменшено на 17%;
- об’ємна щільність потужності зросла приблизно у 15 разів;
- період напіврозпаду вуглецю-14 становить 5730 років.
Розробники також пояснили, чим нова технологія відрізняється від традиційних ядерних батарей.
«Однак такі системи громіздкі й потребують високих температур для роботи. Qianjiyuan Tianshu працює за іншим принципом: електрони (бета-частинки), що виникають під час розпаду, безпосередньо потрапляють на напівпровідник із карбіду кремнію, де й генерується електричний струм».
За словами дослідників, за принципом роботи батарея нагадує сонячну панель, але замість світла використовує випромінювання радіоактивного ізотопу.
Нагадаємо, раніше ми писали про позов Disney і Warner Bros проти Midjourney через використання штучного інтелекту.