Интересно: Ну а пока полмира ждет появления новых «вечных» батареек, другие полмира закупают миллиарды источников питания, чтобы прокормить Пожирателя батареек. Новая технология позволяет создать батарейку со сроком службы более 100 лет.
Изобретена "вечная" батарейка
Источник изображения: Betavolt Компания Betavolt утверждает, что созданный ею 3-вольтовый прототип атомной батарейки меньше монеты будет работать 50 лет. Батарея якобы уже передана клиентам для изучения, а по-настоящему мощный 1-Вт элемент будет представлен в 2025 году. Сообщается, что аккумулятор будет полностью безопасным, так как на него не будут влиять температура воздуха и другие факторы. Также отмечается, что проблем с утилизацией быть не должно — к концу эксплуатации почти все радиоактивные элементы попросту распадутся.
Эта разработка, как и множество других подобных в США, России и в других странах, использует источник изотопов, который выделяет энергию при радиоактивном бета-распаде. У таких батарей низкий КПД на уровне единиц процентов, но работать они могут десятилетиями, поэтому, например, нашли применение в качестве бортовых систем питания межпланетных станций, которые направляются вглубь Солнечной системы.
Подпишитесь , чтобы быть в курсе. NDB использует графитовые стержни из ядерных реакторов, которые поглотили излучение ядерных топливных стержней и сами стали радиоактивными. Этот графит богат радиоизотопом углерода-14, который подвергается бета-распаду, высвобождая при этом антинейтрино и электрон бета-распада. NDB берет этот графит, очищает его и использует для создания крошечных алмазов из углерода-14. Алмазная структура действует как полупроводник и теплоотвод, собирая заряд и отводя его наружу. Что умеют программные роботы Дальше радиоактивные алмазы из углерода-14 покрываются слоем дешевого, нерадиоактивного, созданного в лаборатории алмаза из углерода-12, который действует как сверхтвердый защитный слой радиоактивного элемента.
Чтобы создать аккумуляторный элемент, несколько слоев этого наноалмазного материала складываются вместе с крошечной интегральной схемой и небольшим суперконденсатором для сбора, хранения и мгновенного распределения заряда. NDB заявляет, что этот элемент может быть упакован в любой батарейный форм-фактор или стандарт, включая AA, AAA, 18650, 2170 или любые нестандартные размеры.
США и Европа также работают над созданием миниатюрных ядерных батарей Ядерные батареи или радиоизотопные генераторы — это устройство, в которых энергия распада радиоактивного изотопа преобразуется в электрическую энергию. От ядерных реакторов они отличаются тем, что в них не используется цепная реакция. Технически радиоизотопные генераторы не являются батареями, поскольку в отличие от электрохимических аккумуляторов их нельзя заряжать или перезаряжать.
Фото: Betavolt Фото: Betavolt Ученые Советского Союза и США смогли разработать технологию для использования в космических кораблях, подводных системах и удаленных научных станциях, однако существующие радиоизотопные генераторы являются дорогостоящими и громоздкими. Наиболее известным примером являются РИТЕГи, которые используют тепловую энергию, выделяющуюся при распаде изотопов, и преобразуют ее в электрическую за счет термоэлектрогенератора. Кроме того, существуют нетепловые преобразователи. Попытки миниатюризации и коммерциализации ядерных батарей были предприняты в рамках 14-го пятилетнего плана Китая, призванного укрепить экономику страны в период с 2021 по 2025 год.
Случайное улучшение Проблема была решена Мией, которая просто покрыла активный элемент электролитным гелем и диоксидом марганца. Но самое интересное, что укрепление конструкции в итоге привело и к улучшению ее функциональных качеств.
Батарея с нанопроводом смогла выдерживать десятки тысяч циклов зарядки. Но и это далеко не предел.
Российские ученые создали батарейку из плутония, которая может работать вечно
Новая батарейка преобразует энергию радиоактивного распада в электрическую и может использоваться для питания микроэлектронной аппаратуры. Китайский стартап Betavolt представил новую «вечную» батарею, которая может генерировать электроэнергию в течение 50 лет. В КНР разработали «вечную» батарейку 14 января, 17:57. В китайской стартап-фирме Betavolt сообщили о разработке уникального ядерного аккумулятора, способного снабжать. Физики из РФ разработали прототип ядерной батарейки, которая работает при помощи бета-распада никеля-63.
Самарские ученые разработали «вечную» батарейку со сроком службы 100 лет
| Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов | Ямал-Медиа | Батарейка на изотопах плутония, прототип которой создан в НИЯУ МИФИ по заказу Госкорпорации «Росатом», способна работать без подзарядки несколько десятилетий. |
| Представлена «вечная» ядерная батарейка - Академия Selectel | Вечная батарейка. Российские ученые нашли способ продлить работу этого зарядного устройства. |
| Почему ядерные батарейки так и не стали популярны? История почти забытой технологии | В одном грамме созданной ими батарейки запасено около 3300 милливатт-часов, что является лучшим результатом среди «ядерных батареек» на основе. |
| Практически вечные: Китай запустит производство батареек, работающих полвека | Тем не менее, до сих пор находятся энтузиасты, которые верят в светлое будущее батареек с радиоизотопами. |
Невероятно, но в России создана «Вечная батарейка»!
Плюс на борту имелось по девять нагревателей RHU их может быть и больше, они устанавливаются точечно в рассчитанных местах. Инженерам приходилось решать проблемы с нагревом в тысячи градусов как в случае с новой системой, так и в прошлом и будущем Спустя пару лет после запуска «Вояджеров» США временно вышли из гонки, а СССР, напротив, наращивал количество запущенных спутников — это были аппараты серии УС-А. Но на них устанавливали ядерные энергетические установки БЭС-5 «Бук», работавшие на уране. Их электрическая мощность составляла 3 кВт при тепловой мощности 100 кВт, что заметно превосходило показатели американских систем, работавших по несколько иному принципу. Фото: Los Alamos National Laboratory Срок работы спутников с «Буками» был заметно меньше: он составлял около полугода потом аппарат становился мусором, который летает вокруг Земли до сих пор , и это при более высоком весе ядерного топлива. Поэтому требовались регулярные запуски, с которыми то и дело не ладилось. На смену БЭС-5 пришли ядерные установки «Топаз», которые были мощнее предшественников более чем в два раза.
Однако новые системы получили лишь два спутника, и один из них был уничтожен. Фото: kerbalspaceprogram. Однако какого-то значительного шага вперед с точки зрения эффективности сделано не было. Новые «атомные батарейки» устанавливали в автоматическую межпланетную станцию АМС «Улисс», изучавшую Солнце и Юпитер; в спускаемый зонд «Галилео» для исследования атмосферы Юпитера; в станцию «Кассини-Гюйгенс», которая исследовала Сатурн, его кольца и спутники; в АМС «Новые горизонты», выполняющую программу исследования объектов Солнечной системы. АМС «Улиcс». Китай также предпринял попытки использовать технологию — в АМС «Чанъэ-3» и вездеходе «Юйту», прибывшем на Луну тем же «рейсом».
Точно не известно, были это источники питания или обогреватели, так как данные разнятся. Что дальше? В рамках него планируется разработать систему, которая позволит активнее путешествовать по Солнечной системе. Правда, это уже не «атомные батарейки», а стационарная система на обогащенном уране. Рендер реактора Kilopower с рассеивающим тепло «зонтом». В 2019 году сообщалось о выделении средств — может, в 2024-м появится демонстрационная модель.
Плутоний как топливный элемент Что касается «атомных батареек», то самые эффективные их образцы пока можно найти лишь в научной фантастике. В последнее время плутоний, уран и другие элементы таблицы Менделеева в качестве источников питания практически не рассматриваются.
В России из него придумали делать наноструктурированный электродный материал. А поскольку бусофит — это углеволокнистая ткань, аккумулятор из него получается очень тонкий и легкий. В перспективе это позволит сделать смартфоны и другие гаджеты вообще невесомыми. Ведь аккумулятор — это почти всегда самая тяжелая деталь в техническом устройстве. Однако сейчас ученые еще дорабатывают конструкции аккумуляторов нового типа и технологии их изготовления, чтобы повысить рабочие характеристики и безопасность при эксплуатации. Ожидается, что с новым аккумулятором смартфон даже при условии его многочасового ежедневного использования можно будет заряжать всего раз в неделю. При этом служить гаджет будет гораздо дольше.
В процессе окисления пленок образуется оксидная оболочка, которая увеличит эффективность источника питания. Элемент испускает мягкое бета-излучение, поэтому для него легко создать физическую защиту, что делает его применение доступным.
Были вопросы и к конструкции советских космических аппаратов: ситуацию можно сравнить с водителем, выбрасывающим весь мусор которого тонны из машины в окно — чего только не оказалось на мусорной орбите вокруг Земли! Собственный опыт и опыт «коллег» подтолкнул американских инженеров к тому, чтобы разработать системы, которые активируются лишь после удаления от Земли. Это было важно, так как мощность батареек планировали нарастить. Однако особенно преуспели в этом Советы, которые быстро перешли на киловаттные установки, но уже в 1970-е.
Американцы также запустили экспериментальный вариант на 500 Вт и 30—40 кВт тепловой энергии в 1975 году. В 1979 году началось частичное разрушение объекта. Причины остались неизвестны, предполагалось столкновение. Также считается, что радиоактивные элементы оказались в космосе. Фото: energy. В рамках проекта NERVA, например, были испытаны ЯРДы ядерные ракетные двигатели, относятся к радиоизотопным источникам энергии, как и РИТЭГ , способные произвести до 4500 мегаватт тепловой энергии и 1,1 млн ньютонов реактивной тяги половина тяги маршевого двигателя шаттла , работая до 90 минут. Плюс таких двигателей — в значительном сокращении времени полета.
Но это другая история, которая пока не закончилась. Модификация одного из них обогревала измерительный инструмент, который взяли с собой участники миссии «Аполлон-11». И пока это так. Однако подобные системы практически незаменимы при отправке зондов на сверхдальние расстояния — туда, где солнечные батареи бесполезны. Первопроходцем в этом деле стала межпланетная станция «Пионер-10», отправленная в космос 3 марта 1972 года. Перед запуском они выдавали 155 Вт электроэнергии, но при подлете к Юпитеру показатель снизился до 140 Вт. Этого было более чем достаточно для работы систем, потреблявших 100 Вт, но к 2001 году энергии уже едва хватало на поддержание функционирования лишь некоторых модулей.
До этого новые системы прошли обкатку в спутниках на околоземной орбите. Каждый из космических аппаратов получил по три РИТЭГа общей электрической мощностью 470 Вт на момент запуска с перспективой снижения электрической мощности в два раза примерно через 88 лет. Источниками энергии стали 24 спрессованные сферы из оксида плутония.
ТОПАЗ — вечная батарейка. Как это работает?
Согласно тексту, новая батарея работает, используя «экситонную энергию» — состояние, в котором электрон поглощает достаточно заряженные фотоны света. Появился новый концепт экобатареек По словам ученых, исследование обеспечивает теоретическую демонстрацию того, что изготовление квантовой батареи без потерь возможно. Для этого замкнутая квантовая сеть была реализована таким образом, чтобы она находилась в «темном» состоянии.
Модуль позиционируют не только «ядерным», но и «вечным», ведь его не надо заряжать. Но это не означает, что электронные устройства с питанием от «волшебной таблетки» могут работать вечно.
Заявлено, что батарея может храниться 50 лет без подзарядки и иного обслуживания. Пока не ясно, какими испытаниями этот срок установлен, но он заявлен производителем в анонсе [6]. Также непонятно, нужны ли батареи со столь длительным сроком эксплуатации в смартфонах: нередко пользователи меняют устройства на более новые и функциональные каждые 1—2 года. Остаётся загадкой и то, насколько потребители готовы к использованию «карманного ядерного реактора», несмотря на гарантии безопасности.
Предпосылки к созданию миниатюрного, пусть пока и маломощного, ядерного энергетического модуля известны ещё в ХХ веке, когда учёные СССР и США разработали электронную технологию для использования в космических кораблях, подводных системах и удалённых научных модулях-станциях, однако термоядерные батареи позиционировались как дорогостоящие и громоздкие. Стремление к миниатюризации и коммерциализации ядерных батарей предпринято в рамках 14-го пятилетнего плана Китая, призванного укрепить экономику страны в период 2021—2025 гг. Надо отметить, что научные коллективы в США и Европе также работают над разработкой подобных батарей. В пресс-релизе сообщается, что новая энергетическая инновация поможет Китаю получить преимущество в новом раунде технологической революции искусственного интеллекта [6].
Пока новейшая разработка находится на стадии пилотных испытаний, создатели первой портативной ядерной батареи утверждают, что будут работать над созданием к началу 2025 года аккумуляторной батареи мощностью 1 Вт. Применение нетрадиционных источников питания в качестве селективно излучающих систем в инфракрасном диапазоне позволяет увеличить эффективность их работы, ибо часть энергии безвозвратно превращается в тепловую. Это более чем в 2 раза превосходит КПД преобразования радиоизотопных источников питания, выполненных по технологии радиоизотопных термоэлектрических генераторов РИТЭГ. Также было проведено исследование технических характеристик прототипа, разработан комплект конструкторской документации для масштабирования, отработана технология преобразования тепловой энергии ядерного распада в электричество с помощью термофотовольтаических преобразователей, позволяющих работать в ближнем ИК-диапазоне.
Такие же разработки в настоящее время активно ведутся в США и Европе для аппаратов исследования космоса. Увеличение КПД солнечных элементов питания посредством использования термофотовольтаических материалов — новый импульс к совершенствованию ядерных батарей. Поэтому путь создания высокоэффективных радиоизотопных источников энергии представляет собой поиск новых или модифицированных материалов, по своим полупроводниковым свойствам способных заменить кремний, германий и другие узкозонные полупроводники. Источник питания на плутонии-238 Созданный в Национальном исследовательском ядерном университете НИЯУ «МИФИ» прототип источника электроэнергии на плутонии-238 мало похож на пальчиковые батарейки или аккумуляторы мобильных телефонов.
Это состоящее из нескольких технологических слоёв 30-килограммовое устройство с многочисленными разъёмами [4]. Стремление к тому, чтобы добиться крайне продолжительной работы данного источника, прямо связано с предназначением и условиями эксплуатации рассматриваемых нетипичных электрических батарей. В пример уместно привести автономные метеопосты на территории Крайнего Севера, створные навигационные знаки и в целом оборудование гидрографических станций, оборудование световых «маяков» для ориентации судов, находящихся в море, в том числе на наземных объектах вдоль трассы Северного морского пути, а также космические спутники. Разумеется, сфера применения ядерных батарей не ограничивается приведёнными выше примерами.
Так, при установке в качестве источников питания с мощностью даже 5—10 Вт на удалённые и необслуживаемые оператором обслуживаемые дистанционно метеостанции, предназначенные для передачи информации о погоде на Большую землю посредством телеметрии, удастся добиться более точных прогнозов. Это возможно в том числе из-за стабильного автономного питания удалённых зондов, для которых изотопные батареи будут дополнительным фактором стабилизации питания в комплексе с источниками возобновляемых источников энергии ветра ветрогенераторы и солнца солнечные панели и преобразователи в электрический ток. Долговечность и принцип работы изотопных батарей Чем больше период полураспада активного изотопа, тем больший ресурс имеет источник питания на его основе. Вот почему так важны характеристики материалов: к примеру, период полураспада тория-228 составляет 2 года, а америция-241 — около 400 лет.
Выбранный плутоний-238 — элемент с 87-летним периодом полураспада. Гарантированный срок службы изделий обозначен разработчиками в 30 лет. Как и в любом «рукотворном» устройстве со сложными элементами, в том числе в РЭА, отдельные элементы изделия неравномерно сохраняют свойства, а общая надёжность зависит от расчёта «наработки до отказа» самых нестабильных компонентов. Поэтому в расчётах долговременности эксплуатации учитываются риски разрушения проводников в том числе с алмазным напылением , деградация поверхности и кристаллов фотоэлементов, возможная потеря вакуума в капсуле.
При нарушении целостности оболочки и корпуса изотопный источник автономного питания можно переместить в новую оболочку, и сохранённая энергия обеспечит разность потенциалов на полюсах. Таким образом, теоретически ядро, если оно сохранено, можно использовать и далее в других источниках питания РЭА. Но вот что крайне важно: чем меньше живёт активный изотоп, тем выше при одинаковой энергии распада и прочих равных условиях его энергоёмкость и отдаваемая в нагрузку полезная мощность. Как мы отметили выше, изотопный источник тока практически лишён эффекта саморазряда, так как реакция происходит только при наличии «внутреннего тока» и ЭДС, связанной с подключением внешней нагрузки.
Применяемый в плутониевой электрической батарее принцип преобразования энергии ядерного распада в электрическую называют термофотовольтаическим [4]. Альфа-источник окружён вакуумной капсулой, внешние стенки которой покрыты слоем наночастиц. Тепло от ионизирующего излучения нагревает капсулу до 1500 К, заставляя её поверхность светиться. Чувствительные и адаптированные к среде фотоэлементы, окружающие капсулу и способные выдерживать колоссальный нагрев окружающей температуры, улавливают эти изменения спектра.
В принципе работы изделий особенности фотогенерации: образование подвижных электронов и дырок при поглощении квантов света, в том числе в органических полупроводниках с изменениями от освещённости и температуры. Это знание способствует созданию разных устройств в сегменте органической фотовольтаики, таких как солнечные панели и батареи.
Ранее исследователи из Швеции и США предложили создавать экраны смартфонов из прозрачной древесины. Самые важные и оперативные новости — в нашем телеграм-канале «Ямал-Медиа».
Этот изотоп можно найти в элементах из графита ядерного реактора, поглощающих излучение от топливного ядерного стержня.
Подобные отходы хранить нельзя ввиду их опасности, сложности и дороговизны процесса. Поэтому «вечная» батарея решает несколько задач — создание долговечного источника питания и вопрос с переработкой отходов с высокой радиоактивностью. Разработчик NDB заявляет, что опасность для человека у данных батареек ответствует, также окружающая среда может быть в безопасности. Тестирование показало стабильный фон радиации. А суперпрочная алмазная оболочка отлично защищает сердечник от любых повреждений. Кроме того, в ходе работы нет выделения углекислого газа.
Атомные батарейки и зарядка по Wi-Fi: будущее рынка сохранения энергии
В зависимости от потребляемой мощности аккумулятор, который никогда не требует подзарядки, проработает весь срок службы и дольше. В Китае намерены начать массовое производство «вечных» ядерных батареек для мобильного телефона. В зависимости от потребляемой мощности аккумулятор, который никогда не требует подзарядки, проработает весь срок службы и дольше. Батарейку со сроком службы в 28000 лет разработали российские ученые. Достоинства нанопроводов как части батарейки не вызывали сомнения, но, как и многие другие прогрессивные материалы, эти элементы имеют и уязвимости. труднодоступные места очень легко снабдить энергией", - сказал Ковальчук.
Альтернативная энергетика
- Прототип ядерной батарейки разработали в РФ
- Российские ученые изобрели «вечную» батарейку
- Российские ученые изобрели «вечную» батарейку
- Дух времени
Самарские ученые разработали «вечную» батарейку со сроком службы 100 лет
Датчики с «вечной» батарейкой могут широко применяться и при создании сложных механизмов, поскольку карбид кремния выдерживает температуру до 350 градусов. Первые рабочие образцы таких батареек, которые можно будет полноценно использоваться, могут появиться через 1-2 года. Для производства идеи данных атомных батареек будет использоваться радиоизотоп Никель-63.
Ученые представили «вечную» батарейку, работающую на радиоактивных элементах
Конечно, многое возможно в кино, что в реальности кажется невозможным из-за банальных вещей, таких как правила, меры безопасности или технические ограничения. Фильм "Рыцарь и день" с Томом Крузом и Кэмерон Диаз в главных ролях рассказывает о маленькой бесконечной батарее, основанной на ядерных отходах, которая должна снабжать энергией целый город. Подписывайтесь на наш youtube канал! Стартап хочет использовать радиоактивные отходы от ядерной энергии для создания бесконечных батарей, которые постоянно перезаряжаются. Основой является так называемый изотоп углерода, C-14, из которого должны быть сделаны алмазы. Затем они будут покрыты дополнительным безвредным слоем алмазов. Таким образом, NBD хочет снизить излучение сырья до "безвредного" уровня.
Отчасти это связано с падением спроса на традиционные автомобили с двигателями внутреннего сгорания в Китае и Европе. С другой стороны, дело в ограничениях литий-ионных батарей. Neue Klasse — концептуальный седан BMW с новым типом аккумуляторов Ученые разрабатываю сразу несколько перспективых типов аккумуляторов на замену литий-ионным Главный претендент — твердотельные аккумуляторы. В них твердые электролиты вещества, проводящие электрический ток в отличие от жидких в литий-ионных. Благодаря этому первые выдерживают более высокую температуру, что делает их безопасной альтернативой. А еще такие батареи обладают большим запасом хода и более быстрой зарядкой.
Новое слово Курчатовского института — материалы. Анод генератора сделан из полимерного гидрогеля и по своим механическим свойствам похож на стенку сосуда. В перспективе это упростит имплантацию устройства. Катодом выступает обычный металлический стент, который широко используют в сосудистой хирургии.
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.
Изобретена "вечная" батарейка
Как сообщил ресурсу New Atlas исполнительный директор Nano Diamond Battery Нима Голшарифи (Nima Golsharifi), одна такая батарейка может работать до 28 тыс. лет. Американский стартап Nano Diamond Battery представил «вечную» ядерную батарейку — специальный корпус из синтетических алмазов. Ученые представили новую разработку — ядерную батарейку, которая не превосходит по размерам монету. Студентка из МФТИ Екатерина Вахницкая разработала вечную батарейку для кардиостимуляторов.
Альтернативная энергетика
- Технотренды 2024: привычным литиевым аккумуляторам приходит конец - Hi-Tech
- Российские учёные создали атомную батарейку повышенной мощности
- Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов | Ямал-Медиа
- Российские ученые создали батарейку из плутония, которая может работать вечно
- Стартап NDB сообщает о прорыве в области бесконечных батарей