Когда традиционные батареи теряют свою емкость через несколько лет, ученые работают над разработкой батарей, которые могут работать без подзарядки до десяти лет. Такие решения, основанные на ядерных технологиях, обещают быть безопасными и эффективными.
Глобальная гонка за » вечной батареей»
Ограничения литий-ионных аккумуляторов становятся все более заметными, и уже давно ведется поиск их преемников. Текущие аккумуляторы с каждым годом снижают свою производительность, нуждаются в частой подзарядке, а вред для экологии от их добычи и утилизации растет. Альтернативой традиционным батареям становятся ядерные варианты, которые могут работать десятилетиями без необходимости подзарядки.
Китай уже достиг первых успехов в этой области. Компания Betavolt выпустила ядерную батарею размером с монету, получившую название BV100, которая использует никель-63 в качестве радиоактивного источника и имеет срок службы до 50 лет. Южная Корея также сделала шаги вперед: ученые из Института науки и технологий Даэгу-Кенгбук представили прототип батареи на основе углерода-14.
Принцип работы ядерных батарей
Ядерные батареи работают по принципу бетавольтной технологии, использующей бета-излучение — высокоэнергетические электроны, которые абсолютно безопасно блокируются тонким алюминиевым слоем. Такие батареи состоят из двух основных компонентов: радиоактивного эмиттера и полупроводникового поглотителя. Когда эмиттер распадается, бета-частицы взаимодействуют с поглотителем, генерирующим небольшой, но постоянный электрический ток. Хотя такой ток еще не способен обеспечить «вечный смартфон», технология уже имеет много потенциальных применений.
Применение ядерных батарей
Технология имеет много возможностей для применения в различных областях:
- Медицинские имплантаты, такие как кардиостимуляторы.
- Сенсоры, работающие в труднодоступных местах.
- Космические миссии и глубоководные исследовательские станции.
- Будущие системы робототехники.
Технические ограничения
На данный момент мощность таких батарей еще достаточно мала. Корейский прототип генерирует около 20,75 на квадратный сантиметр-это всего лишь 0,4% от мощности обычного калькулятора. Однако для энергосберегающих устройств, таких как кардиостимуляторы или экологические сенсоры, этого вполне достаточно.