Ученые разработали батарею, которая будет работать без подзарядки столетиями
Киев • УНН
Бристольские ученые создали батарею на основе углерода-14, способную работать тысячи лет. Ее планируют использовать для питания медицинских имплантов и космических зондов.
Ученые создали уникальную батарею на основе углерода, которая способна поставлять микроваттную мощность в течение сотен лет. Исследователи уверяют, что новая технология обеспечит безопасное и непрерывное питание для медицинских имплантатов, удаленных датчиков и даже космических зондов, где замена аккумуляторов непрактична. Об этом пишет УНН со ссылкой на Earth.
Детали
Ученые из Бристольского университета и UKAEA (Управление по атомной энергии Великобритании) разработали уникальный аккумулятор на основе углерода-14, который может работать без подзарядки тысячелетиями. Используя радиоактивный изотоп с периодом полураспада около 5700 лет, инженеры встраивают его в структуру искусственного алмаза и получают стабильный микроваттный ток в течение сотен поколений.
Нил Фокс, профессор кафедры материалов для энергетики в Бристольском университете, вместе с коллегами ищет пути "перепрофилирования радиоактивных материалов для использования в источниках энергии длительного использования".
Именно из таких отходов графита ядерных реакторов и добывают ценный углерод-14, а толстый слой алмаза надежно удерживает радиацию внутри устройства, обеспечивая безопасные выбросы за пределы батареи. Для формирования алмазной оболочки применяют процесс плазмохимического осаждения из паровой фазы.
Инженеры из кампуса Калхем Университета Аризоны и UKAEA создали специальную установку для плазмового осаждения, чтобы с точностью создавать эти алмазные слои. Эта установка позволила контролируемый рост алмаза, настоянного на углероде-14, безопасно фиксируя радиоактивный материал на месте и максимизируя захват энергии
Алмазные батареи предлагают безопасный и устойчивый способ обеспечения непрерывного уровня мощности в микроватты. Это новая технология, которая использует искусственный алмаз для безопасного удержания небольшого количества углерода-14
Благодаря тому, что распад углерода-14 происходит постоянно и без внешнего вмешательства, такой энергетический элемент способен питать крошечные имплантаты - слуховые аппараты или кардиостимуляторы - а также приборы в условиях, где замена батарей практически невозможна.
В космической отрасли эти батареи могут обеспечить питание зондов и маячков в глубоком космосе, когда солнечные панели уже неэффективны. Медленный, но стабильный источник энергии также идеально подходит для радиочастотных (РЧ) меток, работающих десятилетиями.
Наша микроэнергетическая технология может поддерживать целый спектр важных применений, от космических технологий и устройств безопасности до медицинских имплантатов
Однако прежде чем такие батареи появятся в быту, нужно завершить ряд лабораторных испытаний, наладить контроль над радиоактивными материалами и снизить затраты на синтез алмазов.
Ключевыми остаются вопросы безопасности и доверия общественности: даже при минимальных уровнях радиации термин "радиоактивный" может отпугивать потребителей.
Кроме того, регуляторам нужно разработать четкие стандарты производства, использования и утилизации таких батарей. Пока что углеродные батареи-14 остаются узкоспециализированной технологией для аэрокосмической, оборонной и медицинской сфер.