Американский стартап показал «вечную» ядерную батарейку
«Представьте себе мир, в котором вам вообще не придется заряжать аккумулятор в течение дня. А теперь представьте себе неделю, месяц…» Nano Diamond Battery показал прототип бета-гальванической батареи, способной работать тысячи лет. Разработку переводят на коммерческую основу. Подробности — в материале Selectel.
Американский стартап Nano Diamond Battery представил прототип бета-гальванической батареи, которая способна проработать тысячи лет. Это не теория, сейчас разработку переводят на коммерческую основу. Несколько недель назад разработчик завершил тестирование, убедившись в работоспособности системы. Первые батареи такого типа появятся в продаже в конце этого года. Инвестором разработчиков выступил стартап-инкубатор Volkswagen Future Mobility.
Для будущего.
Разработка представляет собой специальный корпус из синтетических алмазов, внутрь которого помещен радиоактивный сердечник. В процессе неупругого рассеивания бета-излучение изотопов преобразуется в электрический ток. В качестве топлива используются переработанные ядерные отходы углерода-14. Этот изотоп применяется для радиоизотопного датирования и диагностики некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта. Он также накапливается в графитовых деталях ядерных реакторов, которые поглощают излучение ядерных топливных стержней. Хранить такие отходы опасно, дорого и трудно. Батареи на углероде-14 решают сразу две проблемы — недолговечность обычных элементов питания и переработки радиоактивных отходов.
В Nano Diamond Battery отмечают, что батарейки безопасны для человека и окружающей среды. В процессе испытаний радиационный фон оставался в норме. А алмазная оболочка (дешевые искусственные алмазы) успешно защищала корпус от возможных повреждений. Еще один положительный момент — работающая батарейка не выделяет углекислый газ.
Безопасность и эффективность бета-гальванической батареи подтвердили в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса и Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Конкуренты прототипа батареи NDB демонстрировали 15% эффективности при производстве энергии. А у разработки калифорнийского стартапа благодаря синтетической алмазной структуре, которая выступает одновременно полупроводником и теплоотводом, эффективность достигла 40%. Внутренний стержень «фонит» до 28 000 лет, поэтому элементы питания будут работать гораздо дольше, чем техника, в которую они установлены.
Nano Diamond Battery предлагает бета-гальванические батареи в разных форм-факторах, включая привычные АА, AAA, 18650, CR2032 и других. Теоретически они могут работать совместно с литий-ионными батареями, установленными на большинстве современных устройств. При работе «алмазная» батарейка будет передавать излишки электричества литиевому аккумулятору.
«Представьте себе iPhone. Наша разработка полностью заряжала бы вашу батарею с нуля пять раз в час. Представьте себе это. Представьте себе мир, в котором вам вообще не придется заряжать аккумулятор в течение дня. А теперь представьте себе неделю, месяц… Как насчет десятилетий? Вот что мы можем сделать с помощью нашей технологии», — рассказал о разработке NDB сотрудник стартапа Нил Найкер.
Компания NDB поделилась планами наладить коммерческое производство бета-гальванических батарей к концу года. Заключены два предварительных контракта на поставку батарей американским компаниям. Будущие бета-тестеры занимаются производством, обслуживанием и утилизацией продуктов ядерного топлива, а также производством аэрокосмической, оборонной и охранной продукции. Названия первых клиентов пока держат в секрете.
Пока мы готовим новые материалы в блог Selectel, приходите обсуждать в комментариях. Как считаете, технология выйдет в коммерческое производство в ближайшее время?
Непонятно только, когда батарейка ничего не питает, куда девается вырабатываемая энергия? Она греется при простое?
Не пинайте сильно, по физике тройка была.
Излучение генерирует не энергию, а пару электрон-дырка. Если контакты не замкнуты, то дырка моментально сольётся с электроном.
Так, раз вы в теме а что тогда происходит когда контакты смыкаются, откуда появляется постоянное напряжение?
за счет разности потенциалов( ͡° ͜ʖ ͡°)
Каких потенциалов?откуда этой разнице взяться если там только бета -излучение
Вам этого все равно не понять. На самом деле физика полупроводников сложна, как и квантовая физика и термодинамика. Многие выпускники физических институтов и факультетов выпускаются так и не поняв физику этих процессов. А вы не физик пытаетесь этого понять. Раз настаиваете, то напишу, но вы это явно не поймете. Излучение всего лишь выбивает электрон. Электроны перемещаются и накапливаются в зоне проводимости, а дырки - в валентной зоне. При накоплении на каждом из этих энергетических уровней электронов и дырок зонная энергетическая диаграмма смещается, а вместе с ней смещается уровень потенциала, который даёт эту разность потенциалов. Если контакты не сомкнуты, то дырки и электроны не смогут дальше накапливаются на верхнем и нижнем энергетических уровнях и начнут сливается друг с другом. Если полупроводники тонкие, на них есть контакты и эти контакты соединены, то электронам проще будет перемещаться через проводник, чем перескакивать через энергетический барьер или запрещённую зону.
При аннигиляции частиц выделяете энергия, в том же количестве что и энергия, которая могла бы быть использована. Куда денется тепло?
А куда девается тепло вашего тела? :))))
Не понял юмора - оно нагревает окружающий воздух.
Если воздуха или другого теплоносителя не было в достаточном количестве, то это привело бы к перегреву.
К какому перегреву? От чего будет перегрев? И вообще какая температура, по вашему мнению, будет внутри батарейки? :))
Прчется от пирометров в общественных местах
Нет никакой аннигиляции. Дырка это зона дефицита электронов, а не частица.
Сути то не меняет. Есть процесс, который приводит к выделению энергии. Радиоактивный распад не останавливается, энергия выделяется постоянно. Поэтому она либо накапливается (тогда бы получился аккумулятор с бесконечной емкостью) либо выводится во вне. Если не забираем ее в виде эл тока, то остаётся излучение, поглощение которого корпусом этого устройства приводит к нагреву.
А если корпус устройства не поглощает то излучение должно куда-то и как-то уходить.
Вы правы, но мощность указанных в статье батареек будет настолько мала, что выделяемым в простое теплом можно будет пренебречь. Я думаю создатели этих батареек сильно преувеличивают, когда пишут о зарядке телефона несколкьо раз в час. Но если помечтать и представить, что эта батарейка сможет отдавать телефону хотя бы 0.5А при напряжении 5В, этого будет достаточно, что бы литиевая батарея телефона никогда не разряжалась (при умеренном его использовании). 0.5А * 5В = 2.5Вт. Такая мощность при отсутствии потребителя будет без проблем рассеиватсья корпусом телефона, да и без корпуса тоже.
Ура, теперь литиевая батарея может взорваться не только во время зарядки!
Комментарий недоступен
Если после каждого предложения написать, что вы это не поймёте, сложнее не станет. Если вводить новое понятие хотя бы не сразу подряд с остальными, то можно и преуспеть в объяснении.
суть бета распада в том, что ядро распадается на положительно заряженную частицу и электрон. Они разлетаются в стороны и между ними возникает разность потенциалов. Дальше ваша задача эту разницу использовать.
Спасибо, это я понимаю. У меня вопрос как раз, как можно эту частицу преобразовать в постоянное напряжение прямо по месту, чем?
это не просто частица - это электрон. Она заряжена отрицательно. Ядро, которое испустило электрон заряжено положительно (сумма зарядов должна быть равна нулю)
Если у вас на одном электроде сидит ваше ядро, которо выстрелило электроном, а на другом электроде сидит электрон, который вы поймали каким то образом, то между ними возникает разность потенциалов, те напряжение. Если соединить эти электроды, то электрон побежит к положительно заряженному ядру. По пути выделится энергия в виде тепла или еще как то.
Ок, хорошо и следуем дальше, изначальный вопрос и был, чем поймать?
да хоть просто электрод поставить. Один электрод "намазан" распадающимся веществом, а другой рядом просто будет собирать электроны. Вокруг вакуум.
Так властелин электричества, скинь где почитать объемней?
Думаю, ребята не идею чисто представили, а прототип. К ним и должны быть вопросы, как именно они этого добились. А теоретические рассуждения в данном споре скорее вода, чем реальные знания. Иначе пишущие эти комментарии уже сами бы такую батарейку бы изобрели.