Несмотря на то, что технология литиевых батарей была повсеместно распространена в повседневной жизни людей, похоже, она постепенно приблизилась к узким местам с точки зрения улучшения плотности энергии. Чтобы реализовать задачу замены батареи на протяжении десятилетий, ученые начали изучать новый стиль. При разработке ядерных батарей только плотность энергии существующих прототипных устройств низка, и есть еще некоторое расстояние от практичности. Хорошей новостью является то, что российские исследователи только что разработали новый тип конструкции ядерных батарей на основе никеля-63, который имеет Обычная коммерческая батарея с более высокой плотностью энергии.
Российские исследователи разработали прототип ядерной батареи с плотностью энергии далеко за пределами других устройств (через: MIPT)
Ядерная энергия всегда была весьма противоречивой, поскольку любой рассеивающий ядерный материал может выдерживать опасные выбросы в окружающей среде на протяжении десятилетий (или даже столетий).
Но по той же причине, если мы сможем правильно использовать эту функцию, мы можем позволить устройству ядерной энергии медленно и непрерывно выпускать энергию:
«Некоторые ядерные батареи основаны на принципе« бетавальтика », где радиоактивные источники внутри устройства затухают и излучают бета-частицы (электроны и позитроны).
К сожалению, хотя эти батареи могут продолжать обеспечивать энергию в течение длительного времени, но плотность мощности также означает, что только «длинный поток».
Структурная схема прототипа новой ядерной батареи (через: В.Бормашоветал.)
Обеспечение относительно низкой энергии в течение длительного времени делает ядерный источник питания более подходящим для приложений, где трудно заменить батарею (например, космические аппараты или имплантированные устройства, такие как кардиостимуляторы).
В течение последних нескольких лет мы также видели «батарею на основе стронция», которая может разлагать молекулы воды для выработки электроэнергии, а другая батарея «NanoTritium», которая длится 20 лет. ,
Однако новый тип ядерной батареи, разработанный совместно Московским физико-техническим институтом (МФТИ), Институтом технологии сверхтвердых и новых углеродных материалов (TISNCM) и Национальным университетом науки и технологий MISIS, принял проект на основе никеля-63.
Радиоизотоп имеет период полураспада более 100 лет. Команда разработала новый макет для увеличения плотности мощности батареи. Они определили, что если она обернута в сэндвич-структуру толщиной 10 мкм, наиболее эффективная толщина слоя никеля-63. Это 2 мкм.
На снимке показан прототип новой ядерной батареи (через: Институт сверхтвердых и новых углеродных материалов)
В их прототипе они включали 200 из этих «преобразователей энергии алмаза» и достигли выходной мощности 1 мкВт. Конвертированная плотность энергии составляет 10 мкВт / см3, что означает, что она может использовать современный кардиостимулятор. ,
Принимая во внимание период полураспада никеля-63, ядерная батарея имеет плотность энергии 3300 мВт / г, что более чем в 10 раз больше, чем у традиционных химических батарей.
Кроме того, исследователи разработали более эффективный метод массового производства тонких слоев алмазов с минимальными потерями. Хотя производство никеля-63 может быть большим в значительной степени, промышленное производство команды через 10 лет. Очень уверенно.
В будущем команда планирует продолжить совершенствование дизайна ядерных ячеек и определила некоторые способы увеличения мощности батареи. К ним относятся никель-богатые, 63, изменяющие структуру алмазных конвертеров и дающие этим конвертерам большую площадь поверхности.
