«В наших аккумуляторах более низкая токовая нагрузка, чем в обычных, поэтому они выдерживают намного больше циклов зарядки-разрядки. По их заверениям, энергоэффективность атомных батареек настолько высока, что их можно ставить в пару с литиевыми аккумуляторами – и Nano Diamond Battery будет не только питать. Основная особенность батарейки заключается в оригинальной микроканальной 3D – структуре, а если точнее, то главную роль в ней играет никелевой бетавольтаический элемент. Ученые представили новую разработку — ядерную батарейку, которая не превосходит по размерам монету. Новая батарейка преобразует энергию радиоактивного распада в электрическую и может использоваться для питания микроэлектронной аппаратуры.
Советско-российские разработки. Вечная батарейка
До этого новые системы прошли обкатку в спутниках на околоземной орбите. Каждый из космических аппаратов получил по три РИТЭГа общей электрической мощностью 470 Вт на момент запуска с перспективой снижения электрической мощности в два раза примерно через 88 лет. Источниками энергии стали 24 спрессованные сферы из оксида плутония. Плюс на борту имелось по девять нагревателей RHU их может быть и больше, они устанавливаются точечно в рассчитанных местах. Инженерам приходилось решать проблемы с нагревом в тысячи градусов как в случае с новой системой, так и в прошлом и будущем Спустя пару лет после запуска «Вояджеров» США временно вышли из гонки, а СССР, напротив, наращивал количество запущенных спутников — это были аппараты серии УС-А.
Но на них устанавливали ядерные энергетические установки БЭС-5 «Бук», работавшие на уране. Их электрическая мощность составляла 3 кВт при тепловой мощности 100 кВт, что заметно превосходило показатели американских систем, работавших по несколько иному принципу. Фото: Los Alamos National Laboratory Срок работы спутников с «Буками» был заметно меньше: он составлял около полугода потом аппарат становился мусором, который летает вокруг Земли до сих пор , и это при более высоком весе ядерного топлива. Поэтому требовались регулярные запуски, с которыми то и дело не ладилось.
На смену БЭС-5 пришли ядерные установки «Топаз», которые были мощнее предшественников более чем в два раза. Однако новые системы получили лишь два спутника, и один из них был уничтожен. Фото: kerbalspaceprogram. Однако какого-то значительного шага вперед с точки зрения эффективности сделано не было.
Новые «атомные батарейки» устанавливали в автоматическую межпланетную станцию АМС «Улисс», изучавшую Солнце и Юпитер; в спускаемый зонд «Галилео» для исследования атмосферы Юпитера; в станцию «Кассини-Гюйгенс», которая исследовала Сатурн, его кольца и спутники; в АМС «Новые горизонты», выполняющую программу исследования объектов Солнечной системы. АМС «Улиcс». Китай также предпринял попытки использовать технологию — в АМС «Чанъэ-3» и вездеходе «Юйту», прибывшем на Луну тем же «рейсом». Точно не известно, были это источники питания или обогреватели, так как данные разнятся.
Что дальше? В рамках него планируется разработать систему, которая позволит активнее путешествовать по Солнечной системе. Правда, это уже не «атомные батарейки», а стационарная система на обогащенном уране. Рендер реактора Kilopower с рассеивающим тепло «зонтом».
Без кобальта В конце 2019 года IBM представила образец аккумулятора без никеля и кобальта, из материалов, которые могут быть получены из морской воды. Он включает комбинацию катодного материала без тяжелых металлов и безопасного жидкого электролита с высокой температурой горения. Специалисты уже подсчитали, что эти материалы могут сделать аккумуляторы дешевле существующих литий-ионных и при этом будут иметь более высокие характеристики скорости зарядки и энергетической плотности, а также будут менее огнеопасными. Авторы разработки считают, что у нее есть потенциал для внедрения в отрасль электромобилей. Кроме того, тесты показали, что батарея способна прослужить достаточно долго, чтобы ее можно было использовать в интеллектуальных электросетях и новой энергетической инфраструктуре. Для будущего производства аккумуляторов IBM уже заключила коммерческое соглашение с Mercedes-Benz, поставщиком электролита Central Glass и производителем батарей Sidus. Полимеры В 2017 году стартап Ionic Materials презентовал полимерный аккумулятор, который в перспективе сможет заменить литий-ионные. Компания заявила, что полимерные литий-металлические аккумуляторы будут безопаснее, долговечнее и экономически выгоднее, так как процесс их производства похож на производство пластиковой упаковки.
Аккумулятор Ionic Materials Фото: ionicmaterials. Прототип, как заявляет производитель, выдерживает до 400 циклов заряда-разряда. Компания работает над тем, чтобы увеличить этот показатель втрое. Полимер для аккумуляторов получили из алюминия и других распространенных материалов. На цинке EnZinc, стартап по производству цинковых батарей, заявил в 2021 году, что нашел способ для замены лития на нетоксичный и дешевый цинк в аккумуляторах. До этого на рынке существовали только неперезаряжаемые цинковые батареи. Они выдерживают несколько тысяч циклов зарядки и разрядки. Ведутся испытания образцов.
Их можно будет масштабировать для мобильных телефонов и до транспортных систем, а также для нужд электроэнергетики. Разработка имеет специальный корпус из синтетических алмазов, внутрь которого помещен радиоактивный центр, работающий на переработанных ядерных отходах углерода-14. Бета-излучение изотопов преобразуется в электрический ток.
Она размещается в корпусе весьма скромных габаритов — всего 15 x 15 x 5 мм. Пока мощность новинки составляет сотню микроватт, а напряжение не превышает трех вольт, однако уже в следующем году предприятие собирается выпускать 1-ваттный вариант.
Такие батарейки могут быть соединены по несколько штук и использоваться для, по сути, вечного питания различных гаджетов, дронов и т.
Полимер для аккумуляторов получили из алюминия и других распространенных материалов. На цинке EnZinc, стартап по производству цинковых батарей, заявил в 2021 году, что нашел способ для замены лития на нетоксичный и дешевый цинк в аккумуляторах. До этого на рынке существовали только неперезаряжаемые цинковые батареи. Они выдерживают несколько тысяч циклов зарядки и разрядки.
Ведутся испытания образцов. Их можно будет масштабировать для мобильных телефонов и до транспортных систем, а также для нужд электроэнергетики. Разработка имеет специальный корпус из синтетических алмазов, внутрь которого помещен радиоактивный центр, работающий на переработанных ядерных отходах углерода-14. Бета-излучение изотопов преобразуется в электрический ток. Испытания батарейки показали, что радиационный фон остается в норме, а сама она не выделяет углекислый газ.
При этом ее стержень «фонит» до 28 тыс. Разные форм-факторы атомных батереек Фото: ndb. Их конструкция работает на никелевом бета-гальваническом элементе, который служит около 20 лет. Эти элементы можно размещать на одежде и использовать их энергию для зарядки мобильных устройств. Термохимические ячейки Фото: misis.
Эти панели можно будет устанавливать в окнах домов и офисов. Они будут аккумулировать энергию солнечного света в течение дня. А в 2020 году Tesla презентовала собственный инвертор солнечной энергии, который дополнит линейку домашних солнечных батарей компании. Он будет преобразовывать солнечную энергию в энергию постоянного тока, а затем — в энергию переменного тока для бытового потребления. В зависимости от числа трекеров точки максимальной мощности, оно сможет выдавать от 3,8 кВт до 7,6 кВт мощности.
Ученые представили «вечную» батарейку, работающую на радиоактивных элементах
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. Подобные отходы хранить нельзя ввиду их опасности, сложности и дороговизны процесса.
Ученые разработали вечные батарейки со сроком службы в тысячи лет Читать 360 в - Новая технология, разработанная командой физиков и химиков из Университета Бристоля в Великобритании, позволит использовать ядерные отходы для выработки электроэнергии. Ученые вырастили искусственный алмаз, который при помещении в радиоактивное поле способен генерировать небольшой электрический ток, сообщил сайт университета. 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.
Одновременно встроенное программное обеспечение сопоставляет физическую нагрузку с исследованием кровотока и передает данные на компьютер врача. Уникальность прибора, разработанного учёными Балтийского федерального университета им. Канта и Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им.
Во всем мире пытаются создать гибкие и безопасные аккумуляторы, основой для которых будет гидрогель то есть гель на основе воды. Правда, присутствие большого количества свободного растворителя — воды — это не только плюс, но и минус. 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.
Ядерные батареи будущего
Потом их стали внедрять в электромобилях, а в перспективе «водородные батарейки» попросту вытеснят все остальные даже в быту. В Циндао придумали вечный водный аккумулятор. уникальные параметры и широкая востребованность. Китайский стартап Betavolt представил новую батарею, которая, по их утверждениям, может генерировать электричество в течение 50 лет без необходимости зарядки или обслуживания. Атомные батарейки на плутонии-238, которого потратили 96 граммов, установили в навигационные спутники военных Transit 4A и 4B.
Вечная батарейка? Российские учёные сделали элемент питания со сроком работы 10 лет
Китайцы планируют снабжать таким источником питания не только смартфоны, но небольшие беспилотные аппараты, поскольку самое главное в них — это отсутствие необходимости заряжать устройства. Вечная батарейка в разрезе Фото: Соцсети Представители компании заявили, что в ближайшем будущем надеются обойти некие нормативные препятствия, которые мешают им запустить массовое производство этих чудо-батарей. 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.
Анод генератора сделан из полимерного гидрогеля и по своим механическим свойствам похож на стенку сосуда. В перспективе это упростит имплантацию устройства. Катодом выступает обычный металлический стент, который широко используют в сосудистой хирургии. Устанавливать биогенератор в человеческий организм будут с помощью стентирования.
У нас есть медицина, где пациентов лечат с помощью контролируемого облучения, что всегда давало эффективные результаты. Точно так же у нас есть атомные подводные лодки и авианосцы. Конечно, это совершенно другой процесс, но он смог успешно и безопасно доставить мощность и энергию без проблем с безопасностью».
Некоторые заявления NDB были встречены с осторожным скептицизмом в технических кругах. NDB заявляет, что начнет работу над прототипом, как только будет ослаблен карантин, связанный с коронавирусом, и надеются создать рабочий прототип менее чем за два года. А пока они считают, что нашли окончательное решение давней проблемы.
Компания заявила о планах по производству батареи мощностью 1 ватт к 2025 году. Эти маленькие батареи могут использоваться последовательно для производства большего количества энергии, что позволяет представить мобильные телефоны, которые никогда не нужно заряжать, и дроны, которые могут летать бесконечно.
Изобретена "вечная" батарейка
В Китае намерены начать массовое производство «вечных» ядерных батареек для мобильного телефона. В Китае изобретели ядерную батарейку со сроком работы до 50 лет. «Вечный» ресурс работы аккумулятора объяснили тем, что радиоактивное вещество внутри сердечника способно сохранять активность на протяжении тысячи лет. “Безотходное” производство “вечных” батареек нельзя назвать фантастически дорогим, как о вероятном производстве “атомных аккумуляторов” сегодня рассуждают ведущие специалисты. Вечная батарейка? Российские учёные сделали элемент питания со сроком работы 10 лет.
Ученые разработали вечные батарейки со сроком службы в тысячи лет
| Вечная батарейка может прослужить тысячи лет | Стартап из Поднебесной Betavolt представил атомную батарейку, живущую без подзарядки 50 лет. |
| Технотренды 2024: привычным литиевым аккумуляторам приходит конец | Интересно: Ну а пока полмира ждет появления новых «вечных» батареек, другие полмира закупают миллиарды источников питания, чтобы прокормить Пожирателя батареек. |
| Вечная батарейка? Российские учёные сделали элемент питания со сроком работы 10 лет | — Дело в том, что все эти устройства работают от аккумуляторов, — говорит один из авторов разработки — заместитель начальника отдела биотехнологий и биоэнергетики Павел Готовцев. |
| Стартап NDB сообщает о прорыве в области бесконечных батарей | Год 1775 оказался для физики по-своему судьбоносным: «бессмертные» Парижской академии наук, заваленные проектами вечных двигателей, отказались их. |
Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов
В дальнейшем наработки планируется использовать для создания первого прототипа "вечной" ядерной батарейки. Вечная батарейка для кардиостимуляторов будет работать на глюкозе. В Китае намерены начать массовое производство «вечных» ядерных батареек для мобильного телефона. Исследователи и учёные из Технического университета Вены изобрели аккумулятор принципиально нового типа. Вечная батарейка? Российские учёные сделали элемент питания со сроком работы 10 лет.
«Вечные» батарейки и аккумуляторы
Хранить такие отходы опасно, дорого и трудно. Батареи на углероде-14 решают сразу две проблемы — недолговечность обычных элементов питания и переработки радиоактивных отходов. В Nano Diamond Battery отмечают, что батарейки безопасны для человека и окружающей среды. В процессе испытаний радиационный фон оставался в норме. А алмазная оболочка дешевые искусственные алмазы успешно защищала корпус от возможных повреждений. Еще один положительный момент — работающая батарейка не выделяет углекислый газ. Безопасность и эффективность бета-гальванической батареи подтвердили в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса и Кавендишской лаборатории Кембриджского университета.
Внутренний стержень «фонит» до 28 000 лет, поэтому элементы питания будут работать гораздо дольше, чем техника, в которую они установлены. Теоретически они могут работать совместно с литий-ионными батареями, установленными на большинстве современных устройств.
При работе «алмазная» батарейка будет передавать излишки электричества литиевому аккумулятору. Наша разработка полностью заряжала бы вашу батарею с нуля пять раз в час. Представьте себе это. Представьте себе мир, в котором вам вообще не придется заряжать аккумулятор в течение дня. А теперь представьте себе неделю, месяц… Как насчет десятилетий? Вот что мы можем сделать с помощью нашей технологии», — рассказал о разработке NDB сотрудник стартапа Нил Найкер. Компания NDB поделилась планами наладить коммерческое производство бета-гальванических батарей к концу года. Заключены два предварительных контракта на поставку батарей американским компаниям.
Будущие бета-тестеры занимаются производством, обслуживанием и утилизацией продуктов ядерного топлива, а также производством аэрокосмической, оборонной и охранной продукции. Названия первых клиентов пока держат в секрете.
Форму батарее Nano Diamond Battery можно придать любую В то же время разработчики пока не могут точно сказать, когда элементы питания, основанные на разработанной ими технологии, начнут использоваться повсеместно. Первые версии таких элементов питания, пригодные для повседневного использования, могут появиться в течение двух лет. По их заявлению, использование таких батарей, к примеру, электромобилях намного более эффективно в сравнении с литиевыми. При тех же габаритах они смогут нести в себе большее количество энергии , а использование дешевого искусственного алмаза вместо дорогого лития позволит снизить итоговую стоимость электрокаров. Тем временем в России Отечественные специалисты тоже смотрят в сторону атомных портативных элементов питания.
Срок службы такой батарейки — 20 лет. Цифровизация Особенность трехмерной структуры батарейки заключается в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон так называемого планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи. Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока.
Ее радиоактивная начинка со временем превратится в стабильный изотоп меди, утверждают разработчики. Ранее исследователи из Швеции и США предложили создавать экраны смартфонов из прозрачной древесины.
Самые важные и оперативные новости — в нашем телеграм-канале «Ямал-Медиа».