28 тысяч лет без подзарядки: как устроена батарейка на ядерном топливе и насколько она безопасна? Рассказываем о "вечных" технологиях. Достоинства нанопроводов как части батарейки не вызывали сомнения, но, как и многие другие прогрессивные материалы, эти элементы имеют и уязвимости.
Российские ученые создали батарейку, работающую 100 лет
| ТОПАЗ — вечная батарейка. Как это работает? | Румынский инженер Карпен в 1950 создал вечную батарейку. |
| В России изобретены «вечные» батарейки | Новости | «Техноконтроль» | Тем не менее, до сих пор находятся энтузиасты, которые верят в светлое будущее батареек с радиоизотопами. |
| Ученые разработали вечные батарейки со сроком службы в тысячи лет | 360° | Этих вечных батареек изобретают каждый год по несколько штук в разных НИИ. |
| Почему ядерные батарейки так и не стали популярны? История почти забытой технологии | Китайский стартап Betavolt представил новую «вечную» батарею, которая может генерировать электроэнергию в течение 50 лет. |
| Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов | Ямал-Медиа | Батарейки на основе данной технологии обладают небольшим весом и устойчивостью к радиации. |
В России изобретены «вечные» батарейки
Все дело в том, что энергия радиоактивного ядра будет им поглощаться за счет неупругого рассеивания - это же явление применяется для выработки электричества. Предполагаемую сферу использования наноалмазных батарей разработчики обрисовали довольно широко. Так, согласно имеющимся техническим характеристикам данного источника энергии, её можно применять для питания гаджетов или техники буквально любого размера - от смартфонов и электрокаров до пассажирских лайнеров и даже ракет. Генеральный директор и соучредитель компании-разработчика NDB Нима Голшарифи сообщил: «Как члены общества, мы чрезвычайно обеспокоены благополучием планеты и сосредоточены на том, чтобы сберечь нашу планету для будущих поколений... С батареей NDB мы достигли грандиозного, новаторского, запатентованного технологического прорыва - батареи, которая не выделяет вредных веществ, работает тысячи лет и требует доступа только к естественному воздуху для питания устройств».
Точно неизвестно, когда и в каком виде наноалмазная батарейка поступит на рынок.
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.
Единственный недостаток американского устройства — быстрый выход из строя. Научный сотрудник факультета физики Сямэньского университета в Китае Константин Ян отметил, что этот ресурс может вырабатываться за несколько лет. Заявляемый ресурс — почти 30 тыс. Это очень много, но с учётом отсутствия буферных зон — конденсаторов или литийионных аккумуляторов, большая часть электроэнергии будет просто уходить в никуда. Суть в том, что пока не будет придумано хранилище для излишков энергии, смысла в таких батарейках нет. Российская разработка в этом смысле почти идеальна — небольшой размер, отсутствие потерь энергии и высокий КПД. Её стоимость может оказаться в десятки раз ниже, чем зарубежных аналогов Константин Ян Научный сотрудник факультета физики Сямэньского университета в Китае Кто первый взял, того и тапки С точки зрения перспектив эксперты ожидают первого технологического "взрыва" на рынке мобильной электроники. Ноутбуки, смартфоны, смарт-часы, фитнес-трекеры и вообще любое устройство "интернета вещей" может быть оснащено как упрощённой версией атомной батарейки, так и "топовой" конфигурацией с повышенной выработкой электроэнергии.
Средняя цена "простой" версии на будущее — примерно 100 долларов. Цена за атомную батарейку верхнего уровня — около одной тысячи долларов США. Неуловимый русский "Посейдон". Почему США так боятся ядерного удара из глубин Кроме электроники такие источники питания могут служить отличным средством для зарядки аккумуляторов в электрических автомобилях. Пока не известно, купит ли себе патент на производство атомных батареек Илон Маск, но перспектива использования в транспорте сумасшедшая. По сути, владелец электрической машины больше не будет "привязан" к зарядной станции, а литийионный аккумулятор с атомной батарейкой внутри и генератором будет заряжаться практически сразу, как возникнет такая необходимость. В результате может получиться электромобиль с неограниченным запасом хода.
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.
Практически вечные: Китай запустит производство батареек, работающих полвека
Новая технология позволяет создать батарейку со сроком службы более 100 лет. Первые рабочие образцы таких батареек, которые можно будет полноценно использоваться, могут появиться через 1-2 года. — Дело в том, что все эти устройства работают от аккумуляторов, — говорит один из авторов разработки — заместитель начальника отдела биотехнологий и биоэнергетики Павел Готовцев. Батарейка, которая проработает в 14 раз больше, чем прошло лет с начала нашей эры. /. Вечная батарейка? Российские учёные сделали элемент питания со сроком работы 10 лет.
Ученые разработали вечные батарейки со сроком службы в тысячи лет
Подобного рода батареи применяются в подводных и космических системах, разных электронных устройствах. Ранее они использовались также в военных и аэрокосмических целях, но были намного больше по размеру. Для новой батареи специалисты смогли создать жидкий, а не твердый наполнитель для получения электронов и сверхвысоких энергий.
Китайцы планируют снабжать таким источником питания не только смартфоны, но небольшие беспилотные аппараты, поскольку самое главное в них — это отсутствие необходимости заряжать устройства. Вечная батарейка в разрезе Фото: Соцсети Представители компании заявили, что в ближайшем будущем надеются обойти некие нормативные препятствия, которые мешают им запустить массовое производство этих чудо-батарей. При этом они поясняют, что ядерные мини-батарейки мало того, что работают и в экстремальном холоде, и в экстремальной жаре, но еще и совершенно безвредны для человека. Кроме того, с течением времени, материал из которого они сделаны, полностью разлагается, а следовательно не возникнет проблем с ядерными отходами.
Во время пандемии маски прочно вошли в нашу жизнь, и фантазия инженеров начала двигаться в этом направлении.
В программе — новинки на все случае жизни: 3Д модели, полностью меняющие внешность, варианты для интровертов и спецразработка для транспорта и новогодних распродаж! А как маска может помочь, если поющий в караоке, к сожалению, не имеет ни слуха, ни голоса — расскажет и покажет в программе ведущий Михаил Борзенков. И в завершение выпуска — специальная тема, посвященная 5G и пресловутым шапочкам из фольги! Все противники теории про их защитные свойства будут посрамлены израильскими хирургами!
В перспективе это упростит имплантацию устройства. Катодом выступает обычный металлический стент, который широко используют в сосудистой хирургии. Устанавливать биогенератор в человеческий организм будут с помощью стентирования. Впрочем, о том, когда это произойдёт, говорить пока рано.
Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов
Американский стартап Nano Diamond Battery сообщил об успешном испытании «атомной» батарейки, которая может проработать 28 тысяч лет. Принцип атомной батарейки в том, что радиоактивный изотоп, распадаясь, излучает тепло и разогревает капсулу, в которой он находится, до полутора тысяч градусов. Потом их стали внедрять в электромобилях, а в перспективе «водородные батарейки» попросту вытеснят все остальные даже в быту. В Циндао придумали вечный водный аккумулятор. 28 тысяч лет без подзарядки: как устроена батарейка на ядерном топливе и насколько она безопасна? Рассказываем о "вечных" технологиях.
Без зарядки 50 лет: в Китае разработали ядерную батарею
Год 1775 оказался для физики по-своему судьбоносным: «бессмертные» Парижской академии наук, заваленные проектами вечных двигателей, отказались их. В компании NDB (разработчик батарейки) утверждают, что продукт позволит "вечно" снабжать энергией абсолютно любое устройство: от смартфона до небольшой баллистической ракеты. Батарейки на основе данной технологии обладают небольшим весом и устойчивостью к радиации.
Американский стартап показал «вечную» ядерную батарейку
В основе «ЭТАК» — использование трития и радиационно-стимулированных источников света с широким спектром на основе высокоэффективных радиолюминофоров. Основной сферой применения тритиевой батареи будет электропитание необслуживаемых датчиков, систем сбора и передачи информации, систем слежения и обнаружения, систем геолокации, специализированных RFID-меток и радиомаяков. Возможно применение в портативной носимой электронике. Представители «Электросервиса» сообщают также, что в ходе испытаний была подтверждена бесперебойная работа и автономность источника питания в сложных климатических условиях: при крайне низких температурах, в условиях повышенной влажности, высокого и низкого давления.
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 сотрудник стартапа Нил Найкер. В настоящий момент разработка переводится на коммерческую основу.
Итак, что же такое — "тысячелетняя атомная батарея"? Начнем с того, что ее корпус сделан из необычного материала — синтетических наноалмазов. Внутрь корпуса помещен радиоактивный сердечник, изготовленный из переработанных ядерных отходов, — углерода-14. Этот изотоп применяется в ядерной медицине, с его помощью диагностируют заболевания желудочно-кишечного тракта. Ядерные реакторы, использующие воду в активной зоне, также являются источником углерода-14. Дальше процитируем пресс-релиз: "Радиоизотопы выделяют большое количество тепла. Благодаря неупругому рассеянию, возникающему из-за присутствия монокристаллического алмаза, конструкция предотвращает самопоглощение тепла радиоизотопом и обеспечивает быстрое преобразование в электроэнергию".
Фото: Nano Diamond Battery Тесты, проведенные в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса и Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, подтвердили, что атомная батарейка безопасна для человека и окружающей среды: радиационный фон вокруг нее остается в норме.
Первые версии таких элементов питания, пригодные для повседневного использования, могут появиться в течение двух лет. По их заявлению, использование таких батарей, к примеру, электромобилях намного более эффективно в сравнении с литиевыми. При тех же габаритах они смогут нести в себе большее количество энергии , а использование дешевого искусственного алмаза вместо дорогого лития позволит снизить итоговую стоимость электрокаров. Тем временем в России Отечественные специалисты тоже смотрят в сторону атомных портативных элементов питания. Срок службы такой батарейки — 20 лет. Цифровизация Особенность трехмерной структуры батарейки заключается в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон так называемого планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи.
Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока. Батарейка может быть применена в нескольких функциональных режимах: в качестве аварийного источника питания и датчика температуры в устройствах, используемых при экстремальных температурах и в труднодоступных или совсем не доступных местах: в космосе , под водой, в высокогорных районах.
В России изобретены «вечные» батарейки
Достоинства нанопроводов как части батарейки не вызывали сомнения, но, как и многие другие прогрессивные материалы, эти элементы имеют и уязвимости. Как сообщил ресурсу New Atlas исполнительный директор Nano Diamond Battery Нима Голшарифи (Nima Golsharifi), одна такая батарейка может работать до 28 тыс. лет. И несмотря на то, что новость об атомной вечной батарейке полугодичной давности, я не могу мимо нее пройти и предлагаю ознакомить с ней вас, уважаемый читатель.
Алмазы на кухне. Челябинец изобрел вечную батарейку для смартфона
| Прототип ядерной батарейки разработали в РФ | Первые рабочие образцы таких батареек, которые можно будет полноценно использоваться, могут появиться через 1-2 года. |
| В КНР разработали «вечную» батарейку | Год 1775 оказался для физики по-своему судьбоносным: «бессмертные» Парижской академии наук, заваленные проектами вечных двигателей, отказались их. |
| ТОПАЗ — вечная батарейка. Как это работает? | Не вечная батарейка, наверное, а то сразу захочется и вечного двигателя! |
| Физики придумали «вечную» батарейку на основе алмаза | «В наших аккумуляторах более низкая токовая нагрузка, чем в обычных, поэтому они выдерживают намного больше циклов зарядки-разрядки. |
Физики придумали «вечную» батарейку на основе алмаза
Расчетный срок работы батареи — порядка 50 лет. Betavolt утверждает, что BV100 абсолютно безвреден для людей. Он не имеет внешнего радиоактивного излучения. Действующие прототипы батарейки проходят полноценные испытания и готовятся к серийному производству в 1-вольтовом варианте в 2025 году.
Инженеры стартапа намерены предусмотреть применение своих источников питания в составе сборок. Таким образом будет обеспечена возможность получения больших мощностей для использования в смартфонах, беспилотных летательных аппаратах, медицинских устройствах, аэрокосмической сфере и, судя по всему, для электромобилей. Только представьте машину, которая ездит без единой заправки десятилетиями!
Как утверждают ученые, они могут работать без подзарядки в течение нескольких лет. В основе системы данной батарейки лежит бета-распад никеля-63. То есть, в ней увеличен токовый сигнал, потому что регенерация вторичных электронов происходит внутри наноструктурированных пленок никеля.
Десятилетие науки и технологий в России Российская наука стремительно развивается. Одна из задач Десятилетия — рассказать, какими научными именами и достижениями может гордиться наша страна.
В течение всего Десятилетия при поддержке государства будут проходить просветительские мероприятия с участием ведущих деятелей науки, запускаться образовательные платформы, конкурсы для всех желающих и многое другое.
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.
В Курчатовском институте разработали «вечную» батарейку для кардиостимуляторов
Вечная батарейка. Российские ученые нашли способ продлить работу этого зарядного устройства. Китайский стартап Betavolt представил новую батарею, которая, по их утверждениям, может генерировать электричество в течение 50 лет без необходимости зарядки или обслуживания. Батарейка, которая проработает в 14 раз больше, чем прошло лет с начала нашей эры. /.
Ученые представили «вечную» батарейку, работающую на радиоактивных элементах
Ученые представили «вечную» батарейку, работающую на радиоактивных элементах Прототип бета-гальванической батареи способен проработать тысячи лет. Фото: iStock. Внутри него радиоактивный сердечник. Топливом служат ядерные переработанные отходы углерода-14 — изотопа, применяемого, например, в диагностике некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта. Хранение такие отходов — опасное, дорогостоящее и трудное.
Didgeman Батарейки Технология создания батарейки будущего со сроком службы более 100 лет базируется на идее преобразования излучаемой энергии радиоактивного источника в электроэнергию. Радиоактивный изотоп испускает поток электронов, а они генерируют электрическую энергию. Над созданием источников питания, которые могли бы работать за счет энергии радиоизотопов, сейчас трудятся ученые по всему миру. Преимущество разработок ученых Самарского университета заключается в том, что создаваемый на основе их технологии продукт будет отличаться экологичностью, дешевизной и длительным периодом эксплуатации. Эти преимущества обеспечиваются, во-первых, за счет применения в новой батарейке углерода-14 в качестве радиоактивного источника. Период полураспада этого элемента составляет 5700 лет и при этом, в отличие, например, от Ni-63, углерод-14 нетоксичен и отличается низкой стоимостью.
Второе отличие разработки ученых Самарского университета состоит в том, что в качестве «подложки» под радиоактивный элемент используется принципиально новая структура — пористая карбидокремниевая гетероструктура. Технология, запатентованная учеными Самарского университета, совершенно отлична от традиционной: на готовой кремниевой подложке наращивается карбидная пленка «методом эндотаксии».
Журнал "Кот Шрёдингера" Григорий Тарасевич, Диана Литвинова Вечная батарейка - изобретение, родственное скатерти-самобранке и ковру-самолёту. Конечно, по-настоящему вечных ни двигателей, ни чего-то другого не бывает. Но получить источник энергии, который будет работать без подзарядки десятки лет, пытаются во многих лабораториях мира. Недавно учёные химического факультета МГУ им. Ломоносова совместно с РХТУ им. Менделеева создали батарейку, работающую на энергии, которая выделяется при бета-распаде изотопа никеля. Делаем электричество из изотопов Вспоминаем школьный курс химии и физики. Слово "изотоп" означает, что мы имеем дело с химическим элементом, который занимает ту же клеточку в таблице Менделеева, но имеет другую массу ядра.
Разницу в массе обеспечивают "лишние" или "недостающие" нейтроны. Например, кроме обычного водорода с одним протоном 1H существует его более тяжёлый изотоп - дейтерий 2H , у которого в ядре протон и нейтрон. Есть ещё и тритий с одним протоном и двумя нейтронами 3H. Если химических элементов в таблице Менделеева больше сотни, то изотопов - свыше трёх тысяч. Большинство из них нестабильны: одни распадаются миллиарды лет, другие - за доли секунды. При распаде выделяется энергия, которую можно использовать себе во благо. Самый очевидный пример - атомные электростанции, в которых тепло от распада урана-237 превращается в электроэнергию. Такой источник энергии не обязательно должен быть громадным, как АЭС. Например, на космических аппаратах "Пионер" и "Вояджер" установлены вполне компактные энергетические установки, работающие на изотопе плутония. Благодаря им эти аппараты смогли покинуть пределы Солнечной системы и продолжают свой путь во Вселенной.
Вечная батарейка в разрезе Фото: Соцсети Представители компании заявили, что в ближайшем будущем надеются обойти некие нормативные препятствия, которые мешают им запустить массовое производство этих чудо-батарей. При этом они поясняют, что ядерные мини-батарейки мало того, что работают и в экстремальном холоде, и в экстремальной жаре, но еще и совершенно безвредны для человека. Кроме того, с течением времени, материал из которого они сделаны, полностью разлагается, а следовательно не возникнет проблем с ядерными отходами.
Читайте также:.