В Китае намерены начать массовое производство «вечных» ядерных батареек для мобильного телефона. ТОПАЗ — вечная батарейка. В этой статье расскажем, что придет на замену привычным аккумуляторам.
«Вечные» батарейки и аккумуляторы
Разработка описана в научном журнале Applied Radiation and Isotopes. Новая батарейка преобразует энергию радиоактивного распада в электрическую и может использоваться для питания микроэлектронной аппаратуры. Она относится к так называемым бетавольтаическим элементам. Такой элемент питания состоит из двух частей: полупроводников — преобразователей энергии и радиоактивного элемента-излучателя. Исследователи разработали особую конструкцию микроканальную 3D-структуру атомной батареи, в которой расположение радиоактивного элемента изотопа никеля предотвращает потерю мощности, вызываемую обратным током. В числе прочих преимуществ разработчики отмечают упрощение технологии изготовления атомной батареи, что вдвое удешевляет её производство.
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. Ее радиоактивная начинка со временем превратится в стабильный изотоп меди, утверждают разработчики.
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. У нас есть медицина, где пациентов лечат с помощью контролируемого облучения, что всегда давало эффективные результаты.
Что собой представляет разработка NDB? Данный проект является взглядом в будущее. Представленная батарейка находится в специальном корпусе, в производстве которого использовались синтетические алмазы, внутри имеется стержень из радиоактивного материала. Неупругое рассеивание изотопного бета-излучения позволяет создавать электрическую энергию. Горючим в данном процессе служат отходы после переработки углерода-14. Радиокарбон используется при радиометрическом датировании, а также во время обследования болезней ЖКТ. Этот изотоп можно найти в элементах из графита ядерного реактора, поглощающих излучение от топливного ядерного стержня.
Российские ученые разработали технологию "вечной" ядерной батарейки
| В России изобретены «вечные» батарейки | Новости | «Техноконтроль» | «Вечный» ресурс работы аккумулятора объяснили тем, что радиоактивное вещество внутри сердечника способно сохранять активность на протяжении тысячи лет. |
| «Вечные» батарейки и аккумуляторы - Общероссийское общественное движение «Народный Собор» | Основная особенность батарейки заключается в оригинальной микроканальной 3D – структуре, а если точнее, то главную роль в ней играет никелевой бетавольтаический элемент. |
Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов
Но далеко не весь металл превратился в нужный изотоп. Поэтому его разогрели до такого состояния, что он перешёл в газовую фазу, и снова разделили по массе, чтобы увеличить концентрацию никеля-63. Дорогой - это мягко сказано. Одна экспериментальная батарейка стоит от трёх до десяти миллионов рублей.
Ещё одна проблема - нанесение никеля-63 на подложку из кремния. Нужно обеспечить слой примерно в 15 нанометров, иначе распад будет поглощаться внутри самого материала. А неэффективно тратить столь дорогой изотоп, конечно, нельзя.
Реакция порой идёт совершенно непредсказуемо и зависит от мелочей вплоть до тряпки, которой протирали стол. Иван показывает на экране чёрно-белые пирамидки. Проверять правильность нанесения приходится с помощью атомно-силового микроскопа, который позволяет контролировать работу с точностью почти до атома.
Мощность - 60 микроватт. Для сравнения: чтобы обеспечить энергией обычную лампочку, понадобится примерно десять миллионов таких устройств. Атомная электростанция в сердце У обывателя сразу возникает вопрос: а можно ли на основе этой технологии сделать батарейку для телефона или ноутбука и навсегда забыть фразу "у меня гаджет разрядился"?
Но должен сразу предупредить: по размеру батарейка будет несопоставима с мобильником. Пока считают, что основное назначение атомной батарейки - питание кардиостимуляторов. Кому-то покажется страшноватой идея разместить внутри организма миниатюрный аналог атомной электростанции.
Но учёные уверяют: устройство абсолютно безопасно. Использование атомной батарейки позволит не менять источник энергии кардиостимулятора раз в 3-4 года, как это делается сейчас, всё-таки операция - штука не самая приятная.
Биотопливный элемент вводят пациенту через прокол в вене, что не предполагает обширного хирургического вмешательства.
Прибор работает за счёт окисления глюкозы и, в отличие от обычных батарей, не требует замены. Об этом сообщил ТГ-канал «Спецоперация Z».
Он ограничивает химический состав аккумуляторов паразитным выделением водорода, в результате чего электроды попросту растворяются со временем. Но недавно исследователи из Циндаоского института биоэнергетики и биопроцессорных технологий QIBEBT Академии наук Китая разработали уникальный гидрогель, на основе которого можно сделать фактически вечную батарейку. Заправлять таким гидрогелем будут натрий-ионные аккумуляторы. Причем за образец ученые решили взять биологическую среду нашего организма. Каждая его клеточка тоже служит своего рода аккумулятором, накапливающим микроскопический заряд. А внутри нее в полимерном состоянии «связаны» в виде гидрогеля полезные вещества. Ученые из Циндао сумели смоделировать такие процессы, а на полимерную матрицу «пересадили» катионы положительно заряженные ионы металлов.
Благодаря такой технологии можно создавать стабильные гидрогелевые электролиты с чрезвычайно высоким содержанием солей. Причем концентрация будет намного превышать пределы, которых могут достигать традиционные гидрогели и даже насыщенные водные растворы. Просто все молекулы воды будут заключены в оболочку из катионов — так что электроды окажутся защищены от растворения.
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.
Представлена «вечная» ядерная батарейка
Представители компании заявляют, что «вечная» батарея следующего поколения уже проходит стадию пилотных испытаний и в конечном итоге будет серийно производиться для коммерческих приложений, таких как смартфоны и дроны. Батарея выдает мощность 100 микроватт Компания Betavolt заявила, что ее первая ядерная батарея может выдавать мощность 100 микроватт мкВт и напряжение 3 вольта при размере 15x15x5 кубических миллиметров, однако к 2025 году она планирует выпустить батарею мощностью 1 Вт. Компактный размер позволяет использовать сразу несколько ядерных батарей для производства большего количества энергии При этом смартфоны, в которых используется даже один миниатюрный радиоизотопный генератор, никогда не нужно будет заряжать, а дроны смогут летать без подзарядки в течение всего срока эксплуатации. Как утверждают в стартапе, многослойная конструкция батареи позволяет избежать возгорания или взрыва из-за внешнего воздействия. Она также способна работать при температуре от минус 60 до плюс 120 градусов Цельсия. Фото: Betavolt Фото: Betavolt Также в компании заявили, что атомная батарея абсолютно безопасна для здоровья человека и окружающей среды, не генерирует ионизирующего излучения и пригодна для использования в медицинских устройствах, таких как кардиостимуляторы и искусственные сердца. После распада 63 изотопа превращаются в стабильный изотоп меди, который нерадиоактивен и не представляет никакой угрозы.
При этом они поясняют, что ядерные мини-батарейки мало того, что работают и в экстремальном холоде, и в экстремальной жаре, но еще и совершенно безвредны для человека. Кроме того, с течением времени, материал из которого они сделаны, полностью разлагается, а следовательно не возникнет проблем с ядерными отходами. Читайте также:.
По словам профессора университета Тома Скотта, новое устройство не имеет движущихся частей, не дает выбросов и не требует обслуживания. Команда продемонстрировала прототип «алмазной батареи» с использованием никеля-63 в качестве источника излучения. В настоящее время ученые работают над серьезным повышением эффективности работы за счет использования углерода-14, который присутствует в графитовых блоках на атомных электростанциях. В Великобритании в настоящее время — почти 95 тысяч тонн графитовых блоков. Если выделить из них углерод-14, их радиоактивность снизится, что уменьшит стоимость и повысит безопасность хранения этих ядерных отходов.
Аккумуляторы от NDB Голливуд всегда опережает свое время. 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.
Российские ученые изобрели «вечную» батарейку
Вечная батарейка для кардиостимуляторов будет работать на глюкозе. Над созданием этой "вечной батарейки" в течении 8-ми лет работала большая команда учёных Роскосмоса и Росатома. Румынский инженер Карпен в 1950 создал вечную батарейку. "Земляную" батарейку не сравнить по мощности с обычной, зато она вечная и экологически чистая, а все её составляющие можно купить в любом хозяйственном магазине. изобретение, родственное скатерти-самобранке и ковру-самолёту. Вечная батарейка? Российские учёные сделали элемент питания со сроком работы 10 лет.
Российские ученые создали батарейку, работающую 100 лет
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. Запас хода электромобилей Toyota с твердотельной батареей может увеличиться до 1 200 км. Машина будет заряжаться всего 10 минут.
Основная особенность батарейки заключается в оригинальной микроканальной 3D — структуре, а если точнее, то главную роль в ней играет никелевой бетавольтаический элемент. Данный компонент радиоактивен, его наносят с 2 сторон p-n-перехода, который называют планарный.
Это делает проще процесс создания элемента и помогает держать под контролем обратное электричество, которое часть мощности забирает себе. Как утверждают создатели, их батарейка, если её сравнить с подобными, даёт возможность в три раза сделать меньше величину элемента, в разы повысить удельную мощность и в 2 раза уменьшить её создание. Из-за микроканальной структуры увеличивается эффективная площадь преобразования бета-лучей в 14 раз. Что в дальнейшем даст возможность опять понизить производство источника где-то в 2 раза из-за того, что рационально будет расходоваться дорогостоящий радиоизотоп, — сообщил один из её создателей доцент Сергей Леготин НИТУ «МИСиС».
Есть огромное количество ядерных отходов, оставшихся от ядерных установок. Такие отходы чрезвычайно токсичны, хранятся тысячи лет и представляют собой проблему, когда дело доходит до их безопасной утилизации захоронения и упаковки. Компания NDB заявляет, что может безопасно использовать эти отходы для выработки энергии в своих наноалмазных батареях.
Этого можно добиться, перерабатывая графитовые ядерные отходы в чистую форму, а затем превращая их в алмазы. Когда отходы, окруженные алмазом, распадаются, он взаимодействует с углеродом, генерируя небольшой электрический ток. В зависимости от потребляемой мощности аккумулятор, который никогда не требует подзарядки, проработает весь срок службы и дольше.
Биотопливные генераторы, работающие на глюкозе, исследуются в десятках лабораторий по всему миру, хотя до внедрения дело пока не дошло. 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.
Физики придумали «вечную» батарейку на основе алмаза
Новости / Батарейки и аккумуляторы. Российские ученые создали атомную батарейку, которая способна работать до 20 лет. «Вечный» ресурс работы аккумулятора объяснили тем, что радиоактивное вещество внутри сердечника способно сохранять активность на протяжении тысячи лет. Румынский инженер Карпен в 1950 создал вечную батарейку. Российские физики создали материал для "вечной" космической батарейки читайте также. Достоинства нанопроводов как части батарейки не вызывали сомнения, но, как и многие другие прогрессивные материалы, эти элементы имеют и уязвимости. В этой статье расскажем, что придет на замену привычным аккумуляторам.
Представлена «вечная» ядерная батарейка
Не вечная батарейка, наверное, а то сразу захочется и вечного двигателя! Ученые представили новую разработку — ядерную батарейку, которая не превосходит по размерам монету. Первые рабочие образцы таких батареек, которые можно будет полноценно использоваться, могут появиться через 1-2 года. Российские учёные создали прототип батарейки на изотопе плутония. Действительно ли она безопасна для человека и будет ли производство батареек дорогим, рассказывает доцент кафедры радиохимии химического факультета МГУ Владимир Петров. И несмотря на то, что новость об атомной вечной батарейке полугодичной давности, я не могу мимо нее пройти и предлагаю ознакомить с ней вас, уважаемый читатель.
В Китае создали ядерную батарейку, способную проработать 50 лет
| Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов | Американский стартап Nano Diamond Battery сообщил об успешном испытании «атомной» батарейки, которая может проработать 28 тысяч лет. |
| Технотренды 2024: привычным литиевым аккумуляторам приходит конец | Достоинства нанопроводов как части батарейки не вызывали сомнения, но, как и многие другие прогрессивные материалы, эти элементы имеют и уязвимости. |
Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов
В этой статье расскажем, что придет на замену привычным аккумуляторам. Российские ученые разработали технологию "вечной" ядерной батарейки. Новости / Батарейки и аккумуляторы. Российские ученые создали атомную батарейку, которая способна работать до 20 лет. Достоинства нанопроводов как части батарейки не вызывали сомнения, но, как и многие другие прогрессивные материалы, эти элементы имеют и уязвимости. Компания Betavolt утверждает, что созданный ею 3-вольтовый прототип атомной батарейки меньше монеты будет работать 50 лет.