В этой статье расскажем, что придет на замену привычным аккумуляторам. Впрочем, от идеи сделать вечную батарейку наши ученые не отказались и сконцентрировали исследования на другом радиоизотопе — никеле-63, период полураспада которого 100 лет. Американский стартап Nano Diamond Battery представил «вечную» ядерную батарейку — специальный корпус из синтетических алмазов. В компании NDB (разработчик батарейки) утверждают, что продукт позволит "вечно" снабжать энергией абсолютно любое устройство: от смартфона до небольшой баллистической ракеты. protivostad, Первые новости о супер пупер мега прорывных аккумуляторах которые уже практически начали производить появились лет 20 назад.
Изобретена "вечная" батарейка
В зависимости от потребляемой мощности аккумулятор, который никогда не требует подзарядки, проработает весь срок службы и дольше. Датчики с «вечной» батарейкой могут широко применяться и при создании сложных механизмов, поскольку карбид кремния выдерживает температуру до 350 градусов. уникальные параметры и широкая востребованность. — Дело в том, что все эти устройства работают от аккумуляторов, — говорит один из авторов разработки — заместитель начальника отдела биотехнологий и биоэнергетики Павел Готовцев.
«Вечная» батарейка на радиоактивных элементах
Специальные термо-фотоэлементы, преобразующие свет ближнего диапазона ИК-спектра в электрический ток, дают такой эффект, что энергии тратится меньше [4]. Можно сказать, батарея «сама себя экономит» и является аккумулятором для своей же энергии. Теплопроводность в сердцевине изделия отсутствует, а в перспективе добиваются, чтобы максимум возможной энергии альфа-распада переходил в излучение. Нагрев рабочей зоны капсулы имитирует ТЭН, поэтому вакуум в рабочей камере нужен для исключения конвекционных потерь.
По теме РИТЭГ уместно вспомнить, что тепло, как неизменный спутник процесса радиоактивного распада, уже является условием возникновения электрического тока после соответствующего преобразования. Для иллюстрации этого тезиса уместно вспомнить принцип работы элементов Пельтье; кроме прочего, ими комплектуются электронные устройства охлаждения: кулеры, пурифаеры и др. Из истории автономных элементов питания История автономных элементов питания по-своему любопытна.
Древняя багдадская она же парфянская электрическая батарея была похожа на глиняный горшок, внутрь которого вставлен и зафиксирован полый цилиндр из меди. По центру, так, чтобы тот не соприкасался со стенками трубы, установлен металлический железный стержень. Конструкция закрывалась пробкой из битумной смолы.
Внешний вид старинной парфянской электрической батареи представлен на рис. Подобных артефактов при раскопках найдено несколько. Местом обнаружения стало древнее поселение Худжут Рабу неподалеку от Багдада, где в 1936 году велись археологические раскопки.
Возраст городища оценивается примерно в 2000 лет, оно было построено в Парфянскую эпоху предположительно между 250 г. Согласно предположению немецкого археолога Вильгельма Кенига, выдвинутому в 1938 году, предназначение сосуда было тем же, что у современного электрического аккумулятора. За загадочным артефактом прочно закрепилось название «багдадская батарейка».
Вероятность гипотезы подтверждена экспериментами, проведёнными после Второй мировой войны Уиллардом Греем, исследователем компании «Дженерал Электрик». Исследователь соорудил копию предполагаемой батарейки; после наполнения её электролитом Грей выяснил, что устройство является источником электрического тока с напряжением примерно 2 В [2]. Если это действительно так, то древние люди вполне могли пользоваться источниками питания с существенно более высоким напряжением, если включали подобные сосуды в последовательную электрическую цепь и извлекали из неё, к примеру, 220 В.
Что касается альтернативных электрических батарей, работающих по принципу химической реакции, уместно вспомнить и такой вид химических источников тока, как батареи для акваторий. Пример подобной электрической батареи представлен на рис. Одними из особенных и заслуживающих внимания химических источников тока являются специальные водоактивируемые батареи.
Сухие законсервированные и герметично упакованные в целлофановую плёнку батареи способны обеспечить в электрической цепи ток 2—10 А зависит от типа батареи при заполнении резервуара водой. Главное их назначение — морские и речные озёрные устройства навигации, сигнализации, освещения и спасения. Химические источники питания, работающие под воздействием воды, предназначены производителями для всех подобающих случаев, например, для огней спасательных жилетов к примеру, ЖСМ , светящихся буев БС-2 , спасательных плотов, огней поиска ЭОСС-98ПВ и самозажигающихся огней спасательных кругов.
К примеру, буй БСД-02 буй светодымящий аварийный предназначен для обнаружения спасательного круга как в ночное, так и в дневное время за счёт подачи светового и оранжевого дымового сигналов. Он состоит из поплавка и корпуса, в котором размещён водоактивируемый источник питания приводится в действие автоматически при падении в воду и дымящий состав. Такие источники разных моделей, фирм и годов выпуска, но действующие активирующиеся по единому принципу, подходят и для электропитания элементов плавсредств, а также буев.
Активация происходит автоматически после того, как внутренний резервуар устройства заполняется водой и происходит химическая реакция. Перед этим электрохимический источник тока, предварительно подключённый к электронному устройству РЭА нагрузки, освобождают от пробки-заглушки и помещают бросают в воду. Внутренняя начинка водоактивируемых батарей При производстве на лист магния толщиной 1,4…2 мм объёмный поpистый электpод из металлического магния маpки МА2 или МА8 напрессовывают хлоpид в смеси с проводящими ток гpафит и связующими бутилкаучук, целлюлоза, декстpин добавками.
Хлоpидный электpолит пpопитывает целлюлозные стекловолоконные сепаpатоpы и высушивается. Батарея хранится в целлофановой, приближенной к вакууму, упаковке длительное время. Напряжение между полюсами элемента не превышает 6 В в разных ХИТ , но ток, отдаваемый в нагрузку, существенен.
Он может достигать нескольких ампер в течение 10—30 мин, а ток короткого замыкания — порядка 8—10 А. Один из примеров — батарея типа «Дымок», фото которой представлено на рис. Осуществление постоянного дистанционного контроля Рассмотренные изотопные источники питания в антивандальных и безопасных для флоры и фауны соответствующей местности контейнерах будут оснащены комплексом удалённого контроля местоположения и фиксации параметров окружающей среды, в том числе радиационного фона.
Такой контроль посредством современных телекоммуникационных систем позволит минимизировать риски техногенной катастрофы, сохранять окружающую среду и обеспечивать безопасность для людей, животных и в целом природы на высоком уровне. Утилизации и безопасности изделия также уделено внимание. Динамика разгона альфа-частиц плутония-238 существенно меньше толщины стенок внутренней капсулы, а внешние стенки корпуса устройства со свинцовым экраном являются надёжной преградой для радиации.
Сюжет Китайская компания Betavolt Technology, которая базируется в Пекине в ближайшем будущем планирует открыть массовое производство первой в истории ядерной батарейки BV100. Этот шаг китайские инженеры называют революционным в производстве аккумуляторов. Меньше и рубля, и юаня Фото: Соцсети Стоит напомнить, что само по себе сообщение про атомные батареи новостью по большому счету не является, поскольку они уже давно используются в самых разных сферах. К примеру, еще с 1960-х ими снабжаются космические корабли, а с 1970-х их используют в кардиостимуляторы, которые работают именно на радионуклидных батареях.
Затем они будут покрыты дополнительным безвредным слоем алмазов. Таким образом, NBD хочет снизить излучение сырья до "безвредного" уровня. Графит C-14 имеет очень длительный период полураспада и может излучать энергию соответственно долгое время - создается своего рода бесконечная батарея, которая постоянно заряжается сама по себе. Необработанные, мы должны знать об этом, но C-14 очень опасны. Источник энергии NDB получается из изотопов среднего и высокого класса. Для обеспечения максимальной безопасности для пользователя изотопы экранированы несколькими слоями синтетического алмаза - одного из самых твердых материалов, которые можно повредить или сломать. Энергия поглощается в алмазе путем неупругого рассеяния, которое используется для выработки электроэнергии.
С этой точки зрения можно сказать, что такие батареи относительно безопасны для человека. Относительно — потому, что, если ее не вскрывать, она безопасна. Такие разработки, так называемые бетавольтаические источники, во всем мире, в том числе в России, ведутся, китайская компания, видимо, решила сделать из этого массовый продукт. Я не могу сказать, что в России такое бы разрешили, потому что с точки зрения законодательства такие радиоактивные материалы все-таки нуждаются в строгом учете и контроле. За изобретением новой батареи, которая не потребует заряда, будущее для гаджетов. Но смогут ли люди к этому быстро привыкнуть? Рассуждает эксперт по мобильным технологиям Николай Турубар.
Создан вечный аккумулятор — он никогда не испортится
- Подпишитесь на ежемесячную рассылку новостей и событий российской науки!
- Без зарядки 50 лет: в Китае разработали ядерную батарею
- Представлена «вечная» батарейка на радиоактивных элементах
- Невероятно, но в России создана «Вечная батарейка»
- Подписка на дайджест
Конкуренты тоже есть
- Ядерное питание: российские учёные создали атомную батарейку повышенной мощности — РТ на русском
- Российские ученые изобрели «вечную» батарейку
- В России изобретены «вечные» батарейки
- Ученые разрабатываю сразу несколько перспективых типов аккумуляторов на замену литий-ионным
- Российские учёные создали атомную батарейку повышенной мощности
Электротранспорт и бытовая техника
- Ядерные батареи будущего
- Автономный источник питания "Этак" / Потребитель
- Алмазы на кухне. Челябинец изобрел вечную батарейку для смартфона | АиФ Челябинск
- Ученые представили «вечную» батарейку, работающую на радиоактивных элементах
- В Китае создали «вечную» ядерную батарею для смартфонов: Гаджеты: Наука и техника:
Вечные батарейки: новые изобретения ученых из Поднебесной очистят планету
Источник питания получает энергию за счет распада активных изотопов; освобожденные заряженные частицы генерируют электрический ток. Подобного рода батареи применяются в подводных и космических системах, разных электронных устройствах. Ранее они использовались также в военных и аэрокосмических целях, но были намного больше по размеру.
Создатели источника питания особо подчеркивают, что он может работать в тех случаях, когда необходимо обеспечить длительную автономную работу устройств период полураспада трития 12 лет при крайне низких температурах до минус 60 градусов. В основе «ЭТАК» — использование трития и радиационно-стимулированных источников света с широким спектром на основе высокоэффективных радиолюминофоров. Основной сферой применения тритиевой батареи будет электропитание необслуживаемых датчиков, систем сбора и передачи информации, систем слежения и обнаружения, систем геолокации, специализированных RFID-меток и радиомаяков.
Возможно применение в портативной носимой электронике.
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.
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.
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. Перенос заряда и энергии в конденсатах квантовых точек описан довольно давно [3, 5]. Однако с появлением изотопных источников тока задача моделирования транспорта носителей заряда, необходимого для оптимизации характеристик оптоэлектронных устройств на основе квантовых точек, решается лучше. Наногибридные материалы Неупорядоченные органические полупроводники применяются в РЭА даже в производстве кристаллов светодиодов. Активно исследуются возможности применения в тонкоплёночных транзисторах, фотовольтаике, сенсорах и др.
Преимущества неупорядоченных органических полупроводников перед другими материалами — гибкость, лёгкость, разнообразие свойств и возможность производства по дешёвой массовой технологии. В связи с относительно малой величиной диэлектрической проницаемости поглощение фотона приводит к образованию пар, в которых электрон и дырка разделены в пространстве, но связаны кулоновским взаимодействием геминальные пары. Вероятность полного разделения геминальной пары определяет фотогенерацию свободных носителей заряда: «электронов» и «дырок». Вот почему увеличение эффективности фотогенерации важно для развития устройств органической фотовольтаики и, в частности, солнечных элементов. Разъяснение феномена и предтечи открытий связано с физическими свойствами наногибридных материалов. Изготовление конденсатов квантовых точек производится доступными методами, но для получения качественного покрытия необходимо тщательно соблюдать технологию и условия изготовления, а также выбирать тип органических молекул, «сшивающих» квантовые точки между собой [5]. Возможность замены лигандов позволяет менять расстояние между квантовыми точками и оптимизировать перенос энергии и заряда. Технология замены лигандов при комнатной температуре облегчает данный процесс, а наногибридные материалы с квантовыми точками разработчики РЭА используют не только для создания фотовольтаических элементов или светодиодов, но и для сложных полупроводниковых структур как основы новейших высокочувствительных сенсоров.
Он работал на бета-частицах стронция-90 по термоэлектрическому принципу, почти как термопара: между холодным и разогретым от активного источника полюсами-контактами возникала разность потенциалов напряжение , при подключении нагрузки создавалась классическая электрическая цепь с постоянным родом тока. Интересно, что для безопасной утилизации последних РИТЭГов с автономных антарктических метеопостов в 2015 году снаряжали полярную миссию. Пока же необслуживаемые метеостанции в труднодоступных районах питают электроэнергией от возобновляемых источников ветра и солнца. В рассматриваемом прототипе изотопной батареи он в 2,5 раза больше. Специальные термо-фотоэлементы, преобразующие свет ближнего диапазона ИК-спектра в электрический ток, дают такой эффект, что энергии тратится меньше [4]. Можно сказать, батарея «сама себя экономит» и является аккумулятором для своей же энергии. Теплопроводность в сердцевине изделия отсутствует, а в перспективе добиваются, чтобы максимум возможной энергии альфа-распада переходил в излучение. Нагрев рабочей зоны капсулы имитирует ТЭН, поэтому вакуум в рабочей камере нужен для исключения конвекционных потерь.
По теме РИТЭГ уместно вспомнить, что тепло, как неизменный спутник процесса радиоактивного распада, уже является условием возникновения электрического тока после соответствующего преобразования. Для иллюстрации этого тезиса уместно вспомнить принцип работы элементов Пельтье; кроме прочего, ими комплектуются электронные устройства охлаждения: кулеры, пурифаеры и др. Из истории автономных элементов питания История автономных элементов питания по-своему любопытна.
«Вечная» батарейка на радиоактивных элементах
Первые рабочие образцы таких батареек, которые можно будет полноценно использоваться, могут появиться через 1-2 года. Не вечная батарейка, наверное, а то сразу захочется и вечного двигателя! Вечная батарейка? Российские учёные сделали элемент питания со сроком работы 10 лет. Основная особенность батарейки заключается в оригинальной микроканальной 3D – структуре, а если точнее, то главную роль в ней играет никелевой бетавольтаический элемент. Компания Betavolt утверждает, что созданный ею 3-вольтовый прототип атомной батарейки меньше монеты будет работать 50 лет.
Изобретена "вечная" батарейка
Украдено в России: китайцы создали «вечную батарейку» для электромобилей Главная беда любой электрической легковушки — необходимость постоянно подзаряжать ее аккумуляторы. «В наших аккумуляторах более низкая токовая нагрузка, чем в обычных, поэтому они выдерживают намного больше циклов зарядки-разрядки. Батарейка на изотопах плутония, прототип которой создан в НИЯУ МИФИ по заказу Госкорпорации «Росатом», способна работать без подзарядки несколько десятилетий. Чтобы приблизиться к созданию такого «вечного двигателя» ученым пришлось пройти долгий путь и найти для начала способ получения никеля-63. Устройство размерами 15х15х5 миллиметров (меньше рублевой монеты) способно в течение 50 лет выдавать напряжение три вольта — вдвое больше, чем стандартная пальчиковая батарейка.
Российские ученые изобрели «вечную» батарейку
В дальнейшем наработки планируется использовать для создания первого прототипа "вечной" ядерной батарейки. Компания Betavolt утверждает, что созданный ею 3-вольтовый прототип атомной батарейки меньше монеты будет работать 50 лет. Китайский стартап Betavolt представил новую «вечную» батарею, которая может генерировать электроэнергию в течение 50 лет. Изготовил из платины и золота электроды, получив таким образом пару примитивных батареек, которые соединил последовательно, создав цепь напряжением между ними 1 В.
Без зарядки 50 лет: в Китае разработали ядерную батарею
| Стартап NDB сообщает о прорыве в области бесконечных батарей | "Земляную" батарейку не сравнить по мощности с обычной, зато она вечная и экологически чистая, а все её составляющие можно купить в любом хозяйственном магазине. |
| Ученые разработали вечные батарейки со сроком службы в тысячи лет | protivostad, Первые новости о супер пупер мега прорывных аккумуляторах которые уже практически начали производить появились лет 20 назад. |
Российские ученые создали батарейку, работающую 100 лет
Смотрите видео онлайн «Российские ученые создали батарейку из плутония, которая может работать вечно» на канале «Телеканал МИР» в хорошем качестве и бесплатно. Достоинства нанопроводов как части батарейки не вызывали сомнения, но, как и многие другие прогрессивные материалы, эти элементы имеют и уязвимости. Не вечная батарейка, наверное, а то сразу захочется и вечного двигателя!