Čínska batéria môže generovať energiu aj 5000 rokov bez dobíjania

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Zariadenie generuje prúd priamo z rozpadu rádioaktívneho uhlíka-14.

• Batéria prekonáva energetickú hustotu bežných lítiových článkov desaťnásobne.

• Konštrukcia izoluje žiarenie pomocou puzdra z karbidu kremíka.

Výskumníci z inštitúcie Northwest Normal University v spolupráci s komerčným sektorom vyvinuli novú rádioizotopovú batériu. Produkt s názvom Qianjiyuan Tianshu využíva na generovanie elektrickej energie rádioaktívny rozpad izotopu uhlík-14.

Na rozdiel od klasických akumulátorov táto batéria nevyžaduje nabíjanie a jej dĺžka života závisí len od polčasu rozpadu paliva. Uhlík-14 má polčas rozpadu 5730 rokov, čo znamená teoretickú životnosť zariadenia meranú v tisícročiach. Projekt bol navrhnutý tak, aby všetky komponenty pochádzali z domácej čínskej produkcie a umožnili nezávislosť od importu.

Zdroj foto: tphuang/X

Technológia je založená na priamej premene beta žiarenia na elektrický prúd prostredníctvom polovodiča z karbidu kremíka. Tento proces pripomína funkciu solárneho panela, pričom namiesto svetla zachytáva častice emitované počas rozpadu izotopu.

Rádioaktívny zdroj je bezpečne uzavretý vo vrstvách karbidu kremíka, čo zabraňuje prieniku žiarenia do okolia zariadenia. Tím vedcov dokázal v porovnaní so starším modelom zmenšiť rozmery batérie o 17 percent. Súčasne sa im podarilo zvýšiť celkovú hustotu výkonu približne 5x bez straty stability výstupného napätia.

Batéria zaberá objem 16,8 kubického centimetra a obsahuje 129 milikurie aktívneho uhlíka-14. Namerané špecifikácie prototypu ukazujú pracovné napätie 2,06 voltu, prúd 0,713 mikroampéra a maximálny výkon 1,13 mikrowattu. Hustota energie dosahuje hodnotu 2,2 watthodiny na gram, čo je podľa dostupných údajov 10x viac ako pri lítiových článkoch.

Prototyp úspešne prešiel testovaním, počas ktorého štyri mesiace nepretržite napájal LED diódu a Bluetooth modul. Zariadenie dokáže fungovať v extrémnych teplotách prostredia od -100 do 200 stupňov Celzia. Konštrukcia obsahuje aj integrovaný mikrosystém na správu energie a zabudované senzory pre autonómnu prevádzku.

Predpokladaná strata výkonu v priebehu 50 rokov nepresiahne 5 percent. Vzhľadom na aktuálny výkon v mikrowattoch je batéria určená najmä pre špecifické zdravotnícke implantáty, akými sú kardiostimulátory. Ďalšou oblasťou uplatnenia sú autonómne senzory rozmiestnené v extrémnych podmienkach oceánov a hlbokého vesmíru.  

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Stabilný a dlhodobý zdroj elektrickej energie bez nutnosti údržby zásadne zlepší fungovanie kritických lekárskych prístrojov a vesmírnych sond.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu