Prelomová technológia umožní vyrábať jadrové batérie na 3D tlačiarni

KĽÚČOVÉ ZISTENIA

• Betavoltaická inovácia: Batérie generujú elektrinu priamou konverziou žiarenia z rozpadu izotopov bez štiepenia.

• Aditívna výroba: Unikátny proces 3D tlače umožňuje vrstviť nanometrové filmy pre maximalizáciu hustoty výkonu.

• Extrémna odolnosť: Zariadenia sú navrhnuté pre desiatky rokov prevádzky bez údržby v hlbokom vesmíre alebo pod hladinou.

V spolupráci medzi technologickou spoločnosťou entX a Univerzitou v Adelaide vzniká v Austrálii prelomový energetický zdroj označený ako GenX, ktorý sľubuje revolúciu v napájaní autonómnych systémov. Ide o novú generáciu takzvaných jadrových batérií, ktoré využívajú betavoltaický jav na výrobu elektriny priamo z rádioaktívneho rozpadu.

Na rozdiel od jadrových reaktorov tieto batérie neobsahujú pohyblivé časti, nefungujú na princípe tepelného cyklu a nenesú riziko roztavenia, pretože zachytávajú elektróny (častice beta) emitované pri prirodzenom rozpade izotopov. Kľúčovou inováciou, ktorá odlišuje GenX od predchádzajúcich pokusov, je spôsob ich výroby pomocou pokročilej 3D tlače a nanoinžinierstva.

Zdroj foto: Adelaide University

Výskumný tím vyvinul metódu, ktorá umožňuje tlačiť ultra-tenké vrstvy kovov, oxidov a polovodičov s presnosťou na nanometre, čo bolo doteraz nemožné dosiahnuť tradičnými výrobnými postupmi. Toto presné vrstvenie radikálne zvyšuje aktívnu plochu pre záchyt žiarenia v minimálnom objeme, čím sa rieši hlavný nedostatok doterajších betavoltaických článkov – ich nízka hustota výkonu.

Vďaka grantu vo výške 1,8 milióna AUD (približne 1,1 milióna EUR) sa technológia presúva z laboratória do pred-komerčnej fázy priamo v certifikovanom radiačnom zariadení entX v Adelaide. Cieľovým trhom pre tieto batérie nie je spotrebná elektronika, ale kritická infraštruktúra v prostrediach, kde je výmena batérie nemožná alebo extrémne nákladná.

Ide predovšetkým o vesmírne sondy operujúce ďaleko od Slnka, satelity v tieni Zeme, alebo autonómne podvodné drony monitorujúce oceánske dno. Batéria GenX dokáže dodávať stabilný prúd desiatky rokov bez potreby dobíjania, údržby alebo externého zdroja svetla, čo otvára dvere pre misie s trvaním, aké dnes limituje životnosť chemických batérií.

Technológia tiež sľubuje vysokú bezpečnosť, keďže žiarenie beta je nízkoenergetické a ľahko odtieniteľné už samotným puzdrom batérie, pričom 3D tlač umožňuje vytvárať komplexné tvary presne na mieru zariadeniu. Batérie sa tak môžu stať priamo konštrukčnou súčasťou satelitu alebo sondy, čím sa šetrí drahocenné miesto a hmotnosť pri štarte. 

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ

Revolúcia v napájaní kritickej infraštruktúry v nedostupných prostrediach, eliminujúca potrebu údržby, paliva či slnečného žiarenia.

^{Zdroj: interestingengineering.com foto: depositphotos.com}

Zobrazit Galériu