Про це повідомляє “Kreschatic” з посиланням на SciTechDaily
Сучасні технології щодня вражають нас новими досягненнями. Одна з останніх інновацій у сфері енергетичних технологій полягає в розробці батареї, що не потребує підзарядки протягом десятків років. Вчені розробили нову форму батареї, що використовує радіокарбон — ізотоп вуглецю, що є безпечним і доступним. Цей підхід обіцяє революцію в енергетичному секторі та створення більш ефективних і екологічних джерел енергії для різних пристроїв, від медичних імплантатів до космічних місій.
Звичайні літій-іонні батареї, які ми використовуємо сьогодні в смартфонах, електромобілях та інших гаджетах, мають суттєві недоліки. Вони з часом втрачають свою ефективність, вимагаючи все частішого підзаряджання, а їх виробництво і утилізація можуть завдати шкоди навколишньому середовищу. Нове покоління батарей на основі радіокарбону пропонує більш стабільний і довговічний варіант, здатний працювати роками без необхідності у додатковому заряджанні.
Проблеми традиційних батарей
Літій-іонні батареї, хоч і мають високу енергоємність, швидко знижують свою здатність зберігати енергію через постійні цикли заряджання і розряджання. В результаті, користувачам доводиться частіше підключати свої пристрої до джерела живлення. Крім того, виробництво літієвих батарей є енергоємним, а їх утилізація несе серйозні екологічні ризики через забруднення навколишнього середовища.
Усі ці фактори призводять до того, що вчені шукають альтернативи, здатні забезпечити довгострокову автономію при мінімальному впливі на природу. Одним з найбільш перспективних рішень є розробка ядерних батарей, що працюють на основі радіокарбону. Ці пристрої не потребують постійного заряджання та можуть працювати десятиліттями.
Інноваційна технологія ядерних батарей
Ядерні батареї використовують енергію, яку виділяють радіоактивні частинки, зокрема бета-частинки, що випромінюються певними ізотопами, такими як радіокарбон. Це дозволяє генерувати енергію без традиційного процесу хімічних реакцій, характерних для літій-іонних батарей. Оскільки радіокарбон випромінює лише бета-частинки, ці батареї можна робити безпечними, ізольуючи випромінювання спеціальними матеріалами, наприклад, алюмінієвими екранами.
Завдяки своїм унікальним властивостям, радіокарбон може стати ідеальним матеріалом для розробки довговічних джерел енергії. Оскільки він розпадається дуже повільно, батарея, створена на його основі, теоретично може працювати протягом тисячоліть, не втрачаючи своєї ефективності. Це робить радіокарбон ідеальним кандидатом для застосування в таких чутливих та критичних пристроях, як медичні імплантати або космічні апарати.
Розробка нового прототипу
Вчені з Інституту науки та технологій Даегу-Гйонгбук розробили нову модель батареї, що використовує радіокарбон для генерування електричної енергії. Вона включає вдосконалену напівпровідникову технологію, в якій використовується діоксид титану, що активно перетворює бета-радіацію в електричний струм. Така конструкція дозволяє значно збільшити ефективність батареї, що вже було доведено на прототипах, з підвищенням коефіцієнта перетворення енергії до 2.86%.
Завдяки цій технології батарея, що генерує енергію за допомогою бета-частинок, може бути значно компактнішою та ефективнішою порівняно з традиційними варіантами. Це відкриває нові можливості для широкого застосування таких батарей у пристроях, де важлива автономність і довговічність, зокрема в медичних приладах та пристроях для досліджень у космосі.
Потенціал для майбутнього
Незважаючи на значні досягнення, що вже було здійснено, нові ядерні батареї ще не можуть повністю конкурувати з літій-іонними батареями в плані потужності і ефективності на коротких відстанях. Однак вчені працюють над вдосконаленням технології, щоб зробити їх більш ефективними і здатними генерувати більшу кількість енергії. Окрім медичних імплантатів, такі батареї можуть стати важливою складовою для живлення віддалених датчиків, космічних місій та інших високотехнологічних пристроїв, що потребують стабільної енергії на багато років.
Змінити сприйняття ядерної енергії, зробити її доступною і безпечною для використання в повсякденному житті — це амбітна мета, яку вчені прагнуть досягти за допомогою нових розробок у галузі енергетики. Це дозволить зменшити залежність від традиційних джерел енергії та знизити вплив на довкілля.
Нагадаємо, раніше ми писали про те, як хакери змінюють хід сучасних війн.
