В то время как традиционные аккумуляторы теряют свою ёмкость через несколько лет, учёные разрабатывают батареи с десятилетним сроком службы без подзарядки. Решение основано на ядерных технологиях и обещает быть удивительно безопасным.
Глобальная гонка за вечной батареей
Ограничения традиционных литий-ионных аккумуляторов становятся всё более очевидными, и давно уже ведётся гонка за поиском их преемников. Ведь у нынешних аккумуляторов с каждым годом заметно снижается производительность, требуется частая подзарядка, а экологический ущерб от добычи и утилизации растёт. Альтернативой, которая отчасти напоминает элементы из вселенной Fallout, становятся ядерные батареи, которые могут работать десятилетиями без подзарядки.
Китай уже добился первых коммерческих успехов. Компания Betavolt производит ядерную батарею размером с монету под названием BV100, использующую никель-63 как радиоактивный источник, и обещает её срок службы в 50 лет. Южная Корея также достигла прогресса: учёные из Института науки и технологий Даегу-Кёнгбук представили прототип на основе углерода-14.
Ядерная батарея Института науки и технологий Даегу-Кёнгбук
Betavoltaic ячейка Института науки и технологий Даегу-Кёнгбук
Как сообщает журнал Popular Mechanics со ссылкой на Американское химическое общество, технология основана на удивительно безопасном принципе: бетавольтные батареи используют бета-излучение — высокоэнергетические электроны, которые полностью блокируются тонким алюминиевым слоем. Эти батареи состоят из двух основных компонентов: радиоактивного эмиттера и полупроводникового поглотителя. При распаде эмиттера бета-частицы сталкиваются с поглотителем и создают маленький, но постоянный электрический ток — не стоит ожидать «вечный смартфон».
Возможности применения
Тем не менее, области применения ядерных батарей достаточно разнообразны:
- Медицинские имплантаты, такие как кардиостимуляторы
- Сенсоры в труднодоступных местах
- Космические миссии и глубоководные исследовательские станции
- Будущие системы робототехники
Технические ограничения
Текущая мощность таких батарей всё ещё довольно мала. Корейский прототип производит около 20,75 нановатт на квадратный сантиметр — это всего лишь около 0,4% мощности простого калькулятора. Однако для энергосберегающих приложений, таких как кардиостимуляторы или экологические сенсоры, этой мощности вполне достаточно.