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.
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