А вот реальная альтернатива вездесущим и порядком доставшим потребителей литий-ионным аккумуляторам
В России разработали ядерную батарейку на никеле-63,
Работающую 50 лет
Группа учёных из ФГБНУ ТИСНУМ, МФТИ, НИТУ МИСиС и ФГУП НПО «Луч» разработала миниатюрные ядерные батареи переменного напряжения, использующие в качестве энергетического материала изотоп никеля-63. Заявленный срок бесперебойной работы составляет 50 лет. Период полураспада Никеля-63 — примерно 100 лет.
По мнению авторов, изобретение имеет широкую сферу применения: от медицинской техники до космических аппаратов для исследования дальнего космоса.
Бета-вольтаическая батарейка преобразует энергию бета-излучения в электричество с помощью монокристаллов пьезоэлектриков (используются преобразователи оригинальной конструкции).
«Применение импульсных источников питания (они накапливают и отдают заряд) позволяет преодолеть ограничения, вызванные малой мощностью бета-вольтаических ядерных батареек. Так, в импульсном режиме один бета-вольтаический элемент способен выдавать мощность вплоть до 1 мВт/см3. При низких удельных мощностях энергетического материала батарейка, собранная на их основе, способна обеспечивать непрерывную выходную мощность 10-100 нВт/см3 — достаточную, чтобы обеспечить питание кардиоимплантата», — сказал заведующий кафедрой материаловедения полупроводников и диэлектриков профессор Юрий Пархоменко, руководитель исследовательского коллектива.
Учёные подчёркивают, что для никеля-63 характерно так называемое «мягкое» излучение, не наносящее вред живому организму.
«У новой разработки ученых НИТУ «МИСиС» большой потенциал, так как потребность в надёжных элементах питания с долгим сроком службы достаточно велика. С учётом уникальных характеристик: небольшого размера и безопасности, бета-вольтаические батарейки, разработанные в нашем университете, могут занять существенную долю рынка аналогичных источников питания», — отметила ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.
Если бы стоимость ядерных батареек была невысокой, их можно было использовать в любых мобильных устройствах, даже в мобильных телефонах. К сожалению, стоимость 1 грамма радиоактивного никеля составляет около $4000, а изготовление одной батарейки может обойтись в 4,5 млн руб. Изотоп никель-63 не существует в природе, его можно наработать только на специальных ядерных реакторах, которые есть на трёх российских предприятиях.
Тем не менее, разработчики считают, что мелкосерийное производство таких элементов питания даст импульс для развития наукоёмких отраслей российской промышленности, в том числе ядерной энергетики, полупроводниковой и химической промышленности.
|
|
|
|
|
|
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
И вот что произошло спустя всего четыре года.
Ядерное питание: российские учёные создали атомную батарейку
Повышенной мощности
Короткая ссылка
19 августа 2020
Арсений Скрынников
Исследователи из России создали инновационный автономный источник питания — компактную атомную батарейку, которая в десять раз мощнее существующих аналогов. Такая батарейка относительно безопасна для человека и способна работать до 20 и более лет, но из-за дороговизны производства пока не может использоваться в быту. Её применение возможно в специальных приборах, в том числе работающих в критических условиях — в космосе, под водой или в высокогорных районах.
Ÿ © НИТУ «МИСиС»
Учёные Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» представили компактную атомную батарейку, которая в десять раз мощнее и вдвое дешевле существующих аналогов. Об этом сообщает пресс-служба вуза. Разработка описана в научном журнале Applied Radiation and Isotopes.
Новая батарейка преобразует энергию радиоактивного распада в электрическую и может использоваться для питания микроэлектронной аппаратуры. Она относится к так называемым бетавольтаическим элементам. Такой элемент питания состоит из двух частей: полупроводников — преобразователей энергии и радиоактивного элемента-излучателя.
|
|
|
Исследователи разработали особую конструкцию (микроканальную 3D-структуру) атомной батареи, в которой расположение радиоактивного элемента (изотопа никеля) предотвращает потерю мощности, вызываемую обратным током.
Ÿ
Ÿ Новая российская атомная батарейка стала в десять раз мощнее и вдвое дешевле аналогов © НИТУ «МИСиС»
Ÿ
Эффективная площадь преобразования бета-излучения в электрическую энергию в сравнении с аналогами увеличилась в 14 раз, что в результате дало общее увеличение тока. В числе прочих преимуществ разработчики отмечают упрощение технологии изготовления атомной батареи, что вдвое удешевляет её производство.
«Конструкция позволяет на порядок повысить эффективность преобразования энергии, выделяющейся при распаде источника бета-излучения, в электроэнергию, что в перспективе снизит себестоимость источника примерно на 50% за счёт рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа», — заявил один из авторов разработки Сергей Леготин, доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников МИСиС.
|
|
|
Применение такой батареи возможно лишь в специальных микроэлектронных устройствах, в том числе в приборах, работающих в критических условиях — в космосе, под водой или в горах, отмечают исследователи. Например, в качестве аварийного источника питания небольших датчиков.
Несмотря на относительную безопасность для человека и возможность работать до 20 и более лет, атомные батарейки пока не находят применения в быту из-за дороговизны производства.
«Теоретически применение малоэнергетичных источников бета-излучения в каких-то бытовых устройствах возможно. Но это очень-очень дорого и сложно. Потребуется много радиоактивного материала, батарейки начнут вскрывать, а это уже вопросы безопасности производства, использования и переработки», — сообщил в разговоре с RT Сергей Леготин.
В настоящий момент разработка МИСиС проходит процедуру международного патентования, а сам вуз признан зарубежными экспертами «одним из ключевых участников мирового рынка бетавольтаических батарей», отмечает пресс-служба университета. С учётом улучшенных характеристик российская атомная батарейка сможет занять существенную долю этого рынка, уверены исследователи.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
А вот реальная альтернатива вездесущим и порядком доставшим потребителей литий-ионным аккумуляторам
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!