แม้ว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมจะแพร่หลายในชีวิตประจำวันของผู้คนแล้ว แต่ดูเหมือนว่าจะมีปัญหาเรื่องความหนาแน่นของพลังงานอย่างค่อยเป็นค่อยไปเพื่อให้บรรลุเป้าหมายของการเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นเวลาหลายทศวรรษนักวิทยาศาสตร์เริ่มมองไปที่รูปแบบใหม่ ในการพัฒนาแบตเตอรี่นิวเคลียร์มีเพียงความหนาแน่นของพลังงานของอุปกรณ์ต้นแบบในปัจจุบันอยู่ในระดับต่ำและยังมีระยะห่างจากการปฏิบัติจริงข่าวดีก็คือนักวิจัยชาวรัสเซียเพิ่งพัฒนาระบบการออกแบบแบตเตอรี่นิวเคลียร์โดยใช้นิกเกิล -63 ซึ่งมีอัตราส่วน แบตเตอรี่ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ทั่วไปมีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่า
นักวิจัยชาวรัสเซียได้พัฒนาต้นแบบของแบตเตอรี่นิวเคลียร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงกว่าอุปกรณ์อื่น ๆ (ผ่านทาง MIPT)
พลังงานนิวเคลียร์ได้รับการถกเถียงกันอยู่เสมอเนื่องจากวัสดุนิวเคลียร์ที่สลายตัวใด ๆ อาจทำให้การปล่อยสารอันตรายในสิ่งแวดล้อมเป็นเวลาหลายสิบปี (หรือแม้แต่ศตวรรษ)
แต่ด้วยเหตุผลเดียวกันถ้าเราสามารถใช้คุณลักษณะนี้ได้อย่างถูกต้องเราสามารถปล่อยให้อุปกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ปล่อยพลังงานอย่างช้าๆและต่อเนื่อง:
'แบตเตอรี่นิวเคลียร์บางส่วนจะขึ้นอยู่กับหลักการของ' betavoltaics 'ซึ่งแหล่งที่มีกัมมันตภาพรังสีอยู่ภายในตัวอุปกรณ์จะลดทอนและปล่อยอนุภาคเบต้า (อิเล็กตรอนและโพซิตรอน)
เมื่อพวกเขามีปฏิสัมพันธ์กับชั้นเซมิคอนดักเตอร์พวกเขาสามารถสร้างกระแสได้ แต่น่าเสียดายแม้ว่าแบตเตอรี่เหล่านี้สามารถให้พลังงานได้เป็นเวลานาน แต่ความหนาแน่นของพลังงานยังหมายถึงการไหลที่ยาวนานเท่านั้น
แผนภาพโครงสร้างของต้นแบบของแบตเตอรี่นิวเคลียร์ใหม่ (ผ่าน: V.Bormashovetal)
จะให้พลังงานค่อนข้างต่ำเป็นเวลานานเพื่อให้พลังงานนิวเคลียร์ถูกนำมาใช้ในการใช้งานมากขึ้นยากที่จะเปลี่ยนแบตเตอรี่ (เช่นยานอวกาศหรือเช่นอุปกรณ์เครื่องกระตุ้นหัวใจฝัง)
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเราได้เห็นชนิดของธาตุโลหะชนิดหนึ่งที่ใช้แบตเตอรี่นิวเคลียร์ '(strontium-based) ก็เป็นไปได้ที่จะทำลายลงโมเลกุลของน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า; ชนิดของชีวิตอีกถึง 20 ปี 'ไอโซโทปนาโน'(NanoTritium) แบตเตอรี่ .
แต่จากกรุงมอสโกสถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยี (MIPT) และใหม่ซุปเปอร์ยากที่สถาบันเทคโนโลยี (TISNCM) วัสดุคาร์บอนเช่นเดียวกับมหาวิทยาลัยแห่งชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีร่วมกันพัฒนา Misis แบตเตอรี่นิวเคลียร์ใหม่ แต่ใช้การออกแบบบนพื้นฐานของนิกเกิล -63
ครึ่งชีวิตของไอโซโทปกว่า 100 ปีที่ผ่านมาทีมวิจัยได้รับการออกแบบรูปแบบใหม่ในการปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่. พวกเขามุ่งมั่นถ้ามันถูกห่อในความหนาของโครงสร้าง10μmแซนวิช, ความหนาของชั้นนิกเกิลที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด -63 มีขนาด2μm
ภาพแสดงนิวเคลียสของเซลล์ต้นแบบใหม่ (ผ่าน: Institute of Technology และวัสดุคาร์บอนใหม่ superhard)
ในต้นแบบของพวกเขาที่มี 200 เช่น 'แปลงพลังงานเพชร' และเพื่อให้บรรลุอำนาจออก1μWการคำนวณความหนาแน่นของพลังงานเป็น10μW / cm³ก็หมายความว่ามันสามารถให้แรงผลักดันสำหรับเครื่องกระตุ้นหัวใจที่ทันสมัย .
คำนึงถึงครึ่งชีวิตของนิกเกิล-63 ซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่หลัก 3300mWh / g และอื่น ๆ กว่า 10 เท่าของแบตเตอรี่เคมีทั่วไป
นอกจากนี้นักวิจัยยังได้พัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการผลิตเพชรเม็ดบาง ๆ ที่มีความสูญเสียน้อยที่สุดแม้ว่าการผลิตนิกเกิล -63 อาจเป็นเรื่องที่ยากมาก แต่การผลิตของทีมในอุตสาหกรรมนี้หลังจากผ่านไป 10 ปี มั่นใจมาก
ในอนาคตทีมงานวางแผนที่จะปรับปรุงการออกแบบแบตเตอรี่นิวเคลียร์อย่างต่อเนื่องและได้ระบุวิธีการบางอย่างเพื่อเพิ่มพลังงานแบตเตอรี่ซึ่ง ได้แก่ นิกเกิลที่อุดมไปด้วย 63 เปลี่ยนโครงสร้างตัวแปลงเพชรและให้ตัวแปลงเหล่านี้เป็นพื้นที่ผิวขนาดใหญ่
