Потом их стали внедрять в электромобилях, а в перспективе «водородные батарейки» попросту вытеснят все остальные даже в быту. В Циндао придумали вечный водный аккумулятор.
Создана первая в мире «вечная» батарейка. Она стоит дешевле литиевых аккумуляторов. Видео
В России создана вечная медицинская микробатарейка 26. 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.
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. Фото: Betavolt Фото: Betavolt Ученые Советского Союза и США смогли разработать технологию для использования в космических кораблях, подводных системах и удаленных научных станциях, однако существующие радиоизотопные генераторы являются дорогостоящими и громоздкими. Наиболее известным примером являются РИТЕГи, которые используют тепловую энергию, выделяющуюся при распаде изотопов, и преобразуют ее в электрическую за счет термоэлектрогенератора.
Кроме того, существуют нетепловые преобразователи. Попытки миниатюризации и коммерциализации ядерных батарей были предприняты в рамках 14-го пятилетнего плана Китая, призванного укрепить экономику страны в период с 2021 по 2025 год. Исследовательские институты в США и Европе также работают над разработкой компактных радиоизотопных генераторов.
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.
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. Пока мы готовим новые материалы в блог Selectel , приходите обсуждать в комментариях. Как считаете, технология выйдет в коммерческое производство в ближайшее время?
Советско-российские разработки. Вечная батарейка
Согласно тексту, новая батарея работает, используя «экситонную энергию» — состояние, в котором электрон поглощает достаточно заряженные фотоны света. Появился новый концепт экобатареек По словам ученых, исследование обеспечивает теоретическую демонстрацию того, что изготовление квантовой батареи без потерь возможно. Для этого замкнутая квантовая сеть была реализована таким образом, чтобы она находилась в «темном» состоянии.
Читайте «Хайтек» в «Батареи, с которыми мы лучше всего знакомы, например, литий-ионные, питающие большинство смартфонов, основаны на классических электрохимических принципах, а квантовые батареи — исключительно на квантовой механике», — объясняет химик Альбертского университета Габриэль Ханн. Статья, описывающая исследование, появилась в журнале Physical Chemistry. Согласно тексту, новая батарея работает, используя «экситонную энергию» — состояние, в котором электрон поглощает достаточно заряженные фотоны света.
Сам материал выпускается в Белоруссии. В России из него придумали делать наноструктурированный электродный материал. А поскольку бусофит — это углеволокнистая ткань, аккумулятор из него получается очень тонкий и легкий. В перспективе это позволит сделать смартфоны и другие гаджеты вообще невесомыми. Ведь аккумулятор — это почти всегда самая тяжелая деталь в техническом устройстве.
Однако сейчас ученые еще дорабатывают конструкции аккумуляторов нового типа и технологии их изготовления, чтобы повысить рабочие характеристики и безопасность при эксплуатации. Ожидается, что с новым аккумулятором смартфон даже при условии его многочасового ежедневного использования можно будет заряжать всего раз в неделю.
Новый источник энергии должен генерировать электричество внутри человека. По замыслу это даст возможность пожизненной имплантации устройства. Биотопливные генераторы, работающие на глюкозе, исследуются в десятках лабораторий по всему миру, хотя до внедрения дело пока не дошло. Новое слово Курчатовского института — материалы.
В России изобретены «вечные» батарейки
Разработку уже активно испытывают, скоро будет запущен ее серийный выпуск. Подпишитесь на нас.
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.
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. Вдобавок такой кардиостимулятор не раздражает металлоискатель. Ещё эту батарейку можно использовать в космических аппаратах - сейчас там стоят источники энергии, которые работают не больше двух десятков лет.
И тогда "Вояджер" или "Пионер" нового поколения сможет улететь ещё дальше - туда, куда человечество никогда не добиралось. Для чего нужны изотопы 235U и 238U уран-235 и уран-238 - основное топливо для атомных электростанций, ядерное оружие. В смеси с тритием применяется в водородных бомбах. Предполагается, что он станет основой и для мирной термоядерной энергетики. Ещё дейтерий планируют использовать в медицине - чтобы лекарства в организме работали дольше. Ведутся эксперименты по использованию трития в генераторах энергии сверхмалой мощности - например, для питания радиометок или автономных датчиков.
С другой стороны, дело в ограничениях литий-ионных батарей. 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.
Ядерные батареи будущего
В КНР разработали «вечную» батарейку 14 января, 17:57. В китайской стартап-фирме Betavolt сообщили о разработке уникального ядерного аккумулятора, способного снабжать. Изготовил из платины и золота электроды, получив таким образом пару примитивных батареек, которые соединил последовательно, создав цепь напряжением между ними 1 В. Новая батарейка преобразует энергию радиоактивного распада в электрическую и может использоваться для питания микроэлектронной аппаратуры. Компания Betavolt утверждает, что созданный ею 3-вольтовый прототип атомной батарейки меньше монеты будет работать 50 лет. Год 1775 оказался для физики по-своему судьбоносным: «бессмертные» Парижской академии наук, заваленные проектами вечных двигателей, отказались их.
Что дальше?
- Инженеры КНР готовы выпустить на рынок «вечную» ядерную батарейку для гаджетов
- Ядерные батареи будущего
- Создан вечный аккумулятор — он никогда не испортится
- Физики создали вечную батарейку // Новости НТВ
- Читайте также
Американский стартап показал «вечную» ядерную батарейку
Китайские ученые создали «вечную» ядерную батарею, которая может производить энергию до 50 лет без подзарядки. Устройство размерами 15х15х5 миллиметров (меньше рублевой монеты) способно в течение 50 лет выдавать напряжение три вольта — вдвое больше, чем стандартная пальчиковая батарейка. Американский стартап Nano Diamond Battery сообщил об успешном испытании «атомной» батарейки, которая может проработать 28 тысяч лет. Датчики с «вечной» батарейкой могут широко применяться и при создании сложных механизмов, поскольку карбид кремния выдерживает температуру до 350 градусов. Российские учёные создали прототип батарейки на изотопе плутония. В КНР разработали «вечную» батарейку 14 января, 17:57. В китайской стартап-фирме Betavolt сообщили о разработке уникального ядерного аккумулятора, способного снабжать.
Алмазные батареи, работающие на ядерных отходах, могут прослужить тысячи лет
Внутри него радиоактивный сердечник. Топливом служат ядерные переработанные отходы углерода-14 — изотопа, применяемого, например, в диагностике некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта. Хранение такие отходов — опасное, дорогостоящее и трудное. Разработанная батарея на углероде-14 решает проблему недолговечности обычных элементов питания и переработки радиоактивных отходов. Разработчики также отмечают, что новые батарейки безопасны для человека и окружающей среды, что подтвердилось в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса и Кавендишской лаборатории Кембриджского университета.
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.
В том же сообщении руководство предприятия сообщило, что ориентировочные сроки реализации российского проекта — 2020—2023 годы. С тех пор прошло почти семь лет. Но о российской батарее так до сих пор никто и не услышал. А тем временем в этой же сфере подозрительно шустро подсуетились какие-то никому не известные китайцы. Напрашивается мысль, что успех их технологического прорыва связан не столько с талантами разработчиков, сколько с серьезными достижениями в области промышленного шпионажа. Любой российский контрразведчик вам подтвердит, что китайские промышленные и военные шпионы аж со времен развала СССР очень плотно «окучивали» предприятия российского ВПК и научные организации РФ… Последние записи:.
Батарейка, которая проработает в 14 раз больше, чем прошло лет с начала нашей эры. Источником энергии в ней станут ядерные отходы. Таким образом, выходит, что питание нанобатарейки будет происходить за счет радиоактивных изотопов, которые используются в ядерных реакторах. Так может выглядеть почти вечная батарейка. Поэтому нет ничего удивительного в том, что разработчики не только справились с решением этой проблемы, но и акцентировали на этом внимание во время презентации концепта. Так, источник энергии в батарее защищается синтетическими алмазами, которые расположены вокруг последнего в несколько рядов.
Самарские ученые разработали «вечную» батарейку со сроком службы 100 лет
В зависимости от потребляемой мощности аккумулятор, который никогда не требует подзарядки, проработает весь срок службы и дольше. Принцип атомной батарейки в том, что радиоактивный изотоп, распадаясь, излучает тепло и разогревает капсулу, в которой он находится, до полутора тысяч градусов. Китайский стартап Betavolt представил новую «вечную» батарею, которая может генерировать электроэнергию в течение 50 лет. Поскольку «вечный» аккумулятор не изнашивается так быстро, ему ведь нужно реже питаться.
Физики придумали «вечную» батарейку на основе алмаза
«Вечный» ресурс работы аккумулятора объяснили тем, что радиоактивное вещество внутри сердечника способно сохранять активность на протяжении тысячи лет. 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. “Безотходное” производство “вечных” батареек нельзя назвать фантастически дорогим, как о вероятном производстве “атомных аккумуляторов” сегодня рассуждают ведущие специалисты. Интересно: Ну а пока полмира ждет появления новых «вечных» батареек, другие полмира закупают миллиарды источников питания, чтобы прокормить Пожирателя батареек. Устройство размерами 15х15х5 миллиметров (меньше рублевой монеты) способно в течение 50 лет выдавать напряжение три вольта — вдвое больше, чем стандартная пальчиковая батарейка.