Эта батарея не сможет зарядить телефон, но переживет цивилизации
Наука и космос219:57
Исследователи из Северо-Западного педагогического университета Китая совместно с компанией Gansu Zhulong Technology создали новое поколение* компактных ядерных аккумуляторов на основе углерода-14. Новая система, названная Qianjiyuan Tianshu, представляет собой значительный прогресс по сравнению с предыдущей разработкой команды: устройство стало более мощным, компактным и полностью основано на китайских технологиях.
Батарея основана на радиоактивном изотопе углерод-14 и полупроводнике из карбида кремния (SiC). В отличие от традиционных радиоизотопных генераторов, которые сначала преобразуют выделяемое тепло в электричество, новая технология непосредственно конвертирует энергию бета-излучения в электрический ток.
Разработчики сравнивают принцип работы с солнечной батареей: вместо фотонов света устройство использует электроны, возникающие при распаде углерода-14, которые генерируют электрический ток в полупроводниковом слое.
По сравнению с предыдущей моделью Zhulong-1, представленным в 2024 году, новая батарея обладает рядом улучшений:
- мощность увеличилась в 2,6 раза при сохранении остальных характеристик;
- количество используемого радиоактивного материала сократилось приблизительно на 22%;
- элементы получили трехмерную компоновку для большей плотности размещения;
- включены датчики и система управления с крайне низким потреблением энергии;
- впервые применен полностью китайский преобразователь на основе карбида кремния.
При этом сама батарея остается весьма компактной. Ее объем составляет всего около 16,8 кубических сантиметров см3. Батарея выдает напряжение 2,06 В и ток 0,713 мкА, а максимальная заявленная выходная мощность составляет 1,13 мкВт.
Эта мощность слишком мала для питания смартфонов или другой бытовой электроники, однако именно в этом и заключается предназначение подобных устройств. Ядерные батареи предназначены для оборудования, которому требуется крайне малое количество энергии, но которое должно функционировать годами без обслуживания.
Главное преимущество технологии — выдающаяся долговечность. Период полураспада углерода-14 составляет около 5730 лет, поэтому такие источники питания потенциально могут обеспечивать стабильную работу устройств на протяжении очень долгого времени.
Разработчики уверены, что технология может быть полезна в самых различных сферах — космических аппаратах, автономных датчиках и научном оборудовании, медицинских имплантах, промышленных системах мониторинга, а также устройствах для удаленных мест, где обслуживание невозможно.
Радиоизотопные источники энергии уже давно применяются в космической индустрии. NASA использовало подобные системы в аппаратах Voyager и марсоходе Curiosity, а Китай применял их в лунных миссиях «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4». Однако Qianjiyuan Tianshu относится к более компактному классу ядерных батарей — они предназначены не для мощной техники, а для сверхдолгой автономной работы небольшой электроники.
* Деятельность организации «Духовне Управлiння Євангельських Християн Української Християнської Церкви «Нове Поколiння» (Духовное Управление Евангельских Христиан Украинской Христианской Церкви «Новое Поколение»)» признана нежелательной на территории РФ
DexterИсточники:Interesting EngineeringНаука и космос2Наука19:57
Источник