Прослужить понад 5000 років: у Китаї представили інноваційний ядерний акумулятор

Китайська компанія Beita Pharmatech у співпраці з Північно-Західним педагогічним університетом розробила ядерну батарею на основі вуглецю-14 (C-14) під назвою Candle Dragon One, яка обіцяє теоретичний термін служби в тисячі років. Про це пише портал ESS News.

Як пояснюють у виданні, ядерні батареї перетворюють енергію розпаду радіоактивних ізотопів на електроенергію. Поки що технологія перебуває на початковій стадії. Так, у грудні 2024 року вчені з Управління з атомної енергії Великої Британії та Університету Брістоля заявили про створення першої у світі алмазної батареї на основі C-14.

Прототип Candle Dragon One став ще одним великим досягненням у технології ядерних батарей. Акумулятор має композитну структуру, що об'єднує радіоактивні ізотопи C-14 з напівпровідниками з карбіду кремнію. Розміщення джерела C-14 в оболонці з карбіду кремнію забезпечує повне поглинання випромінювання, виключаючи ризики витоку та гарантуючи безпеку.

Під час тестування в ізотопній лабораторії Beita Pharmatech батарея витримала 35 000 імпульсів світлодіодного світла. Дослідники також інтегрували акумулятор із пристроями зберігання енергії для живлення радіочастотних чипів Bluetooth, що дало змогу успішно передавати і приймати сигнали.

Випробування, проведені Інститутом фізичних наук Хефея, показали ефективність перетворення енергії, що перевищує 8%, і щільність енергії 2,2 Вт-год/г, що приблизно в десять разів більше, ніж у звичайних літій-іонних акумуляторів. Акумулятор забезпечує струм короткого замикання 282 нА, напругу холостого ходу 2,1 В і максимальну вихідну потужність 433 нВт.

"З огляду на період напіврозпаду C-14 у 5700 років, акумулятор теоретично забезпечує безперервне живлення протягом тисячоліть", — зазначили у виданні.

Віце-президент і директор з досліджень і розробок Beita Pharmatech Цай Дінлун стверджує, що ядерна батарея працює в екстремальному діапазоні температур від -100°C до 200°C, з темпом зниження продуктивності менше 5% протягом 50-річного терміну служби.

У перспективі ця технологія може бути корисна в таких сферах:

• медичні імплантати;
• інтелектуальні системи;
• глибоководних, полярних або космічних місій.

Незважаючи на низку переваг, поточна вихідна потужність ядерних батарей підходить тільки для дрібномасштабних пристроїв. Щоб повністю розкрити комерційний потенціал технології вченим належить поліпшити її продуктивність.

Нагадаємо, дослідники з Японського національного інституту матеріалознавства (NIMS) та Університету Сейкей змогли в 10 разів збільшити вихідну потужність літій-повітряних акумуляторів, які можна використовувати на безпілотниках.