Физики из РФ разработали прототип ядерной батарейки, которая работает при помощи бета-распада никеля-63. изобретение, родственное скатерти-самобранке и ковру-самолёту.
Публикации
- Ядерные батареи будущего
- Делаем электричество из изотопов
- Выбор радиоизотопа и схемы преобразования
- В России изобретены «вечные» батарейки
- Российские учёные создали атомную батарейку повышенной мощности
Практически вечные: Китай запустит производство батареек, работающих полвека
Действительно ли она безопасна для человека и будет ли производство батареек дорогим, рассказывает доцент кафедры радиохимии химического факультета МГУ Владимир Петров. Стартап из Поднебесной Betavolt представил атомную батарейку, живущую без подзарядки 50 лет. Новая батарейка преобразует энергию радиоактивного распада в электрическую и может использоваться для питания микроэлектронной аппаратуры.
От смартфона до ракеты. Учёные создали "вечную" атомную батарейку
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. Эксперты в области энергетики отмечают, что после начала производства таких батареек мир может вступить в новую энергетическую гонку, по сравнению с которой гонка вооружений может оказаться детской шалостью. Её суть будет заключаться в том, что атомная энергия в привычных объёмах понадобится только для гражданских объектов, в то время как вся промышленность может быть переведена на автономное энергоснабжение.
Однако директор завода по производству автомобильных комплектующих Евгений Чистяков отметил, что экономика такого энергоснабжения ещё не посчитана. То, что атомная батарейка с большим энерговыходом будет востребована, — ясно уже сейчас. Весь вопрос в том, сколько будет стоить готовая технология. К примеру, у нас есть завод, который расходует определённое количество электроэнергии.
Мы за электричество исправно платим, но нет никакой гарантии, что стоимость электричества изменится после выхода на рынок этого устройства. Если итоговая стоимость за киловатт упадёт вдвое — тогда можно обсуждать покупку Евгений Чистяков Директор завода по производству автомобильных комплектующих К тому моменту, как атомная батарейка поступит в обычную продажу для всех желающих, разработчикам придётся ответить на серьёзные вопросы. Например, до сих пор ничего не говорится о возможном применении батарейки как дешёвого и легального оружия массового поражения. Особенно острым этот вопрос станет в тот момент, когда вместо изотопа никеля в качестве топлива начнут использовать изотопы плутония-238.
Кроме того, до сих пор непонятно, сколько времени и финансовых ресурсов придётся потратить на переоборудование всей современной инфраструктуры под новый источник питания и насколько он источник , в конце концов, долговечен, надёжен и выгоден в использовании. Ответы на эти вопросы дадут не раньше чем через пять-семь лет — именно за этот срок учёные обещают представить первые коммерческие варианты новой технологии.
В настоящий момент разработка переводится на коммерческую основу. Первые батареи такого типа начнут продаваться в конце этого года. Подписывайтесь на наш канал в Яндекс. Дзен Автор.
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!
Их средний размер изменяется в выделенном направлении, что приводит к возникновению разности потенциалов на полярных выходах напряжению. Объяснением этого эффекта с помощью знаний физики ядерной реакции является демонстрация формирования нанокластерных плёнок никеля-63 с градиентным распределением наночастиц. В процессе реакции достигают двух эффектов. Во-первых, формируются покрытия с фиксированной разностью потенциалов определяется разницей размеров наночастиц в выделенном направлении ; во-вторых, происходит преобразование энергии бета-распада 63Ni в ток электронов электрический ток без использования дополнительных сложных для реализации полупроводниковых систем. Исследование электрофизических свойств формируемой нанокластерной плёнки никеля и подбор оптимальных параметров эксперимента для создания эффективного преобразователя энергии бета-распада 63Ni в электричество впервые были опубликованы в журнале Applied Physics Letters коллективом авторов [7]. Поскольку наноструктурированные плёнки могут использоваться в качестве селективного фотоэмиттера — системы с перераспределённым спектром излучения в заданном спектральном диапазоне, процесс окисления плёнки приводил к образованию оксидной оболочки поверх металлического ядра нанокластера. Затем происходило формирование совокупности металлических нанокластеров с их пространственным распределением по размерам, но в одном слое оболочке оксида. Относительно малые размеры нанокластеров 2—15 нм способствуют проявлению квантовых свойств полупроводниковых материалов с широким разбросом значений ширины запрещённой зоны, а это обеспечивает возможность эмиссии фотонов заданной длины волны при нагреве и, следовательно, обеспечивает возможность коррекции спектра излучения под определённый диапазон длин волн. Это важное отличие перспективного открытия в разработке отечественных ученых, поэтому энергоэффективность и энергосбережение современных тепловых источников электроэнергии может выйти на новый уровень. Понимая конкурентное значение технологии, подобными исследованиями занимаются во всём мире. Китайские успехи Китайский стартап Betavolt из Пекина представил первую в мире миниатюрную аккумуляторную батарею с ядерной начинкой: модель BV-100. Первенство объясняют тем, что это первый случай, когда атомная энергия реализована в столь миниатюрной модели. Отсюда и название батареи — «ядерная». Миниатюризация — основной отличительный признак инновации. Батареи можно подключать параллельно и последовательно, создавая модули в электрической цепи для увеличения мощности источника питания и суммарного напряжения. Заявленная мощность одной батареи с изотопом никель-63 и алмазными полупроводниками сравнима с источником автономного питания в 100 мкВт, а напряжение составляет 3 В постоянного тока [6]. Размеры батареи меньше средней монеты. На рис. Принцип работы батареи основан на преобразовании энергии, выделяемой при распаде изотопов, в электрический ток. Соответственно, речь идёт об источнике энергии, у которого понятие саморазряда отсутствует вообще, а рабочий процесс начинается только после подключения в электрическую цепь при подключении к контактам батареи устройств нагрузки. Изотопы никеля — разновидности химического элемента никеля, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы никеля с массовыми числами от 48 до 80 количество протонов 28, нейтронов от 20 до 52 и 8 ядерных изомеров. Среди искусственных изотопов самые долгоживущие — 59Ni период полураспада 76 тыс. Дочерний изотоп — стабильный 63Cu — получают облучением нейтронами в ядерном реакторе стабильного изотопа 62Ni. Используемый в новой атомной батарее 63Ni — наиболее перспективный радионуклид в бета-вольтаике: средняя энергия бета-частиц 63Ni 17,5 кэВ и максимальная энергия 67 кэВ , период полураспада 100,1 лет; к нему можно создать физическую защиту от мягкого бета-излучения источника в миниатюрном элементе питания. Модуль BV-100 рекомендован к применению в широком спектре современных электронных устройств: в сотовых телефонах и радиостанциях, робототехнике миниатюрных роботах , БПЛА, устройствах с ИИ, медицинских электронных приборах и датчиках разного назначения, в том числе работающих удалённо от основного блока управления или сервера. Особую роль пророчат изобретению в аэрокосмической промышленности, в частности, в микропроцессорной технике. Батарея имеет многослойную конструкцию, устойчива к огню и даже сильному воздействию детонации, приравниваемому к взрывной среде. При этом модуль безопасен и не имеет излучения, ибо в процессе отдачи электроэнергии изотопы распадаются, превращаясь в стабильные и нерадиоактивные изотопы меди. Атомная батарея не имеет внешнего радиоактивного излучения, пригодна для использования даже в условиях высоких требований к стерильности: в медицинских устройствах, таких как кардиостимуляторы, мониторы разного назначения, элементы искусственного сердца, соприкасающиеся с телом человека. 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].
Конкуренты тоже есть
- Вечные батарейки: новые изобретения ученых из Поднебесной очистят планету. Новости: 12 января 2024
- Вечные батарейки: новые изобретения ученых из Поднебесной очистят планету
- Представлена «вечная» ядерная батарейка - Академия Selectel
- Создана первая в мире «вечная» батарейка. Она стоит дешевле литиевых аккумуляторов. Видео
- Выставка постпандемической реальности открылась в Электромузее на Ростокинской улице
- Новости по теме
Алмазы на кухне. Челябинец изобрел вечную батарейку для смартфона
Устройство размерами 15х15х5 миллиметров (меньше рублевой монеты) способно в течение 50 лет выдавать напряжение три вольта — вдвое больше, чем стандартная пальчиковая батарейка. Датчики с «вечной» батарейкой могут широко применяться и при создании сложных механизмов, поскольку карбид кремния выдерживает температуру до 350 градусов. Сотрудники НИЯУ МИФИ создали первый прототип атомной батарейки, способной работать до 80 лет без подзарядки. Технически радиоизотопные генераторы не являются батареями, поскольку в отличие от электрохимических аккумуляторов их нельзя заряжать или перезаряжать.
Советско-российские разработки. Вечная батарейка
В качестве источника энергии используется изотоп никель-63. Мощность тестовой версии, испытания которой уже начались, составляет всего 100 микроватт, но в компании заявляют о планах уже в следующем году создать батарейку такой же конструкции мощностью один ватт. По мнению разработчиков, такие элементы питания помогут помочь обеспечить бесперебойную работу смартфонов, приборов аэрокосмической промышленности, медицинского оборудования, имплантов, роботов, микропроцессоров.
А нефтяные компании смогут снизить штат вахтовиков, проверяющих трубопроводы в отдаленных северных районах. Технология представляет собой преобразование энергии, излучаемой радиоактивным источником, в электрическую. Радиоактивный изотоп испускает поток отрицательно заряженных частиц, и они генерируют электроэнергию. Пока создан только макет.
Первые образцы атомных батареек устанавливали на спутники Transit 4A и 4B. В обоих случаях учёные подтвердили, что эффективность энерговыделения у прототипов NDB оказалась на уровне 40 процентов. Для сравнения: КПД конкурирующих батарей колеблется в районе 15 процентов.
С американской атомной батарейкой всё почти идеально — она не превышает в размерах обычный микрочип, не требует обслуживания и позволяет обеспечить значительным количеством электроэнергии целую серверную крупного предприятия. 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".
Но и это далеко не предел. По мнению авторов проекта, инновационный аккумулятор в принципе изменит представление об элементах питания как о расходниках. К примеру, одна такая батарея смогла бы работать несколько служебных сроков обслуживаемой техники. Успешные эксперименты Мия продолжала месяц, что позволило в деталях исследовать работу нового аккумулятора и сделать обнадеживающие выводы о его возможном применении уже в коммерческих целях.
В Китае создали ядерную батарейку, способную проработать 50 лет
В Китае намерены начать массовое производство «вечных» ядерных батареек для мобильного телефона. Интересно: Ну а пока полмира ждет появления новых «вечных» батареек, другие полмира закупают миллиарды источников питания, чтобы прокормить Пожирателя батареек. как сделать вечную батарейку видео бесплатно ритег так называлась вечная батарейка при ссср своими руками из магнитов видео для пульта из монет схема вечной батарейки. В Китае намерены начать массовое производство «вечных» ядерных батареек для мобильного телефона. Этих вечных батареек изобретают каждый год по несколько штук в разных НИИ. «Использование биотопливного элемента (БТЭ) позволит предотвратить подобные оперативные вмешательства по замене аккумулятора, так как механизм использует в качестве топлива.
Без зарядки 50 лет: в Китае разработали ядерную батарею
protivostad, Первые новости о супер пупер мега прорывных аккумуляторах которые уже практически начали производить появились лет 20 назад. В Китае изобретели ядерную батарейку со сроком работы до 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 Университета Бристоля предложили концепцию «вечной» батареи на основе алмаза из радиоактивного изотопа — углерода-14.
В России создали прототип ядерной батарейки
Несмотря на малую мощность новых источников энергии, они обладают удивительным сроком действия. Аккумулятор, содержащий один грамм углерода-14, будет давать 15 джоулей в день — меньше, чем батареи типа АА. Этот срок сопоставим с временм существования современной человеческой цивилизации. Очевидные приложения — маломощные электрические устройства, где требуется длительный срок службы источника энергии.
Это — кардиостимуляторы, спутники, высотные беспилотные летательные аппараты или даже космические корабли», — считают ученые.
Betavolt заявила, что батарея уже находится на стадии пилотного тестирования и в конечном итоге будет массово производиться для коммерческих устройств, таких как телефоны и дроны. Батарея работает, преобразуя энергию, выделяемую при распаде изотопов, в электричество. Первая ядерная батарея Betavolt может обеспечивать мощность 100 микроватт и напряжение 3 В, при размерах 15 x 15 x 5 кубических миллиметров.
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. На сегодняшний день компания активно занимается дальнейшими исследованиями в сфере развития данного типа источников энергии.
В зависимости от потребляемой мощности аккумулятор, который никогда не требует подзарядки, проработает весь срок службы и дольше. Он может использоваться для обычных мобильных устройств, медицинских изделий, спутников и может обеспечивать энергией труднодоступные места или отдаленные районы, где обычное обслуживание затруднено.
Компания еще не выпустила прототип, но заявляет, что у нее есть доказательства концепции. Компания видит практически неограниченное количество приложений NDB. Основной принцип, лежащий в основе концепции, на самом деле не нов. Как объяснил главный операционный директор NDB Мохаммед Ирфан: «Использование радиоизотопов в качестве источника энергии не новость.
Атомные батарейки и зарядка по Wi-Fi: будущее рынка сохранения энергии
Смотрите видео онлайн «Российские ученые создали батарейку из плутония, которая может работать вечно» на канале «Телеканал МИР» в хорошем качестве и бесплатно. Российские физики создали материал для "вечной" космической батарейки читайте также. Батарейку со сроком службы в 28000 лет разработали российские ученые. 28 тысяч лет без подзарядки: как устроена батарейка на ядерном топливе и насколько она безопасна? Рассказываем о "вечных" технологиях. как сделать вечную батарейку видео бесплатно ритег так называлась вечная батарейка при ссср своими руками из магнитов видео для пульта из монет схема вечной батарейки. Принцип атомной батарейки в том, что радиоактивный изотоп, распадаясь, излучает тепло и разогревает капсулу, в которой он находится, до полутора тысяч градусов.