リチウム電池技術は人々の日常生活に普及してきたが、エネルギー密度の向上という観点からは、徐々にボトルネックに近づいているように思われる。原子力電池の開発では、現在のプロトタイプ装置のエネルギー密度のみが低く、実用性からいくらか離れていますが、ロシアの研究者たちは、ニッケル-63をベースにした新しいタイプの原子力電池設計を開発しました。通常の商用バッテリーより高いエネルギー密度。
ロシアの研究者は、他の装置をはるかに超えるエネルギー密度を持つ原子力電池プロトタイプを開発している(MIPT経由)
あらゆる核物質の放散が数十年(あるいは世紀)のために残っている可能性があるため、環境中の放射線の危険性、原子力発電の大きな論争がありました。
しかし同じ理由から、この機能を適切に使用することができれば、原子力発電装置にエネルギーをゆっくりと連続的に放出させることができます。
細胞光線(betavoltaics)原理、装置内の放射線源「一部核バッテリーに基づいている」とβ崩壊粒子(電子及び陽電子)を放出します。
彼らは、半導体層と対話すると、電流が発生することができます。残念ながら、これらの細胞は、長い時間のためのエネルギーを提供し続けることができますが、だけでなく、意味だけで「安定」の電力密度」。
新しい原子力電池のプロトタイプの構造図(V.Bormashovetal経由)
長期間比較的低エネルギーを供給することにより、バッテリを交換することが困難な用途(例えば、宇宙船またはペースメーカなどの埋め込み型装置)に、原子力供給がより適している。
ここ数年、私たちは、水分子を分解して電気を発生させるストロンチウムベースのバッテリーと、20年も続く別のタイプの「ナノトリチウム」バッテリーも見ました。 。
しかし、モスクワ物理技術研究所(MIPT)、スーパーハード・ニューカーボン材料技術研究所(TISNCM)、および国立科学技術大学MISISが共同で開発した新しいタイプの原子力電池は、Nickel-63ベースの設計を採用しています。
このラジオアイソトープは100年以上の半減期を持ち、電池の出力密度を上げるための新しいレイアウトを設計し、10μm厚のサンドイッチ構造で包み込むと、最も効果的なニッケル-63の層厚が決定されました。それは2μmです。
写真は新しい原子力電池のプロトタイプを示しています(Superhard and New Carbon Materials Technologyの研究所経由)
彼らのプロトタイプでは、これらの「ダイヤモンドエネルギー変換器」を200個含み、1μWの出力を達成しました。変換されたエネルギー密度は10μW/ cm3で、現代のペースメーカーに電力を供給できます。 。
ニッケル63の半減期を考慮すると、核電池のエネルギー密度は3300mWh / gで、従来の化学電池の10倍以上です。
さらに、研究者らは、ダイヤモンドの薄い層を最小限の量で大量生産するためのより効率的な方法を開発しました。ニッケル-63の生産はかなり難しいかもしれませんが、10年後のチームの工業規模の生産非常に自信があります。
将来、原子力電池の設計を継続して改善する計画であり、ニッケルリッチ63、ダイアモンドコンバータの構造の変更、およびこれらのコンバータの表面積の拡大など、バッテリ電力を増加させる方法がいくつか示されています。