Перша у світі алмазна батарея прослужить 5700 років: у чому секрет нової технології

Вчені з Університету Брістоля та Управління з атомної енергії Великої Британії (UKAEA) успішно розробили першу у світі алмазну батарею на основі вуглецю-14. Про це пише interestingengineering.com.

Це революційне джерело енергії може живити пристрої протягом тисяч років, пропонуючи стійке та ефективне рішення для широкого спектра застосувань.

Алмазна батарея використовує радіоактивний розпад вуглецю-14, радіоактивного ізотопу, зазвичай використовуваного у радіовуглецевому датуванні, для вироблення електроенергії. Укладена в алмаз, який є одним із найтвердіших відомих матеріалів, батарея безпечно вловлює випромінювання для вироблення електроенергії.

Вуглець-14 випускає короткодіюче випромінювання, яке поглинається алмазною оболонкою, гарантуючи безпеку під час вироблення низького рівня електроенергії. Акумулятор працює аналогічно сонячним панелям, але замість перетворення світла на електрику він використовує швидкорухомі електрони радіоактивного розпаду. Результатом є довговічне, надійне джерело живлення з приголомшливим терміном служби. Оскільки період напіврозпаду вуглецю-14 становить 5 700 років, акумулятор збереже половину своєї потужності навіть через тисячі років.

"Алмазні батареї пропонують безпечний, стійкий спосіб забезпечення безперервних рівнів потужності в мікроваттах. Це нова технологія, яка використовує штучний алмаз для безпечного укладання невеликих кількостей вуглецю-14", — заявили в UKAEA.

Слабка радіолюмінесценція, зафіксована камерою з низькою інтенсивністю світла, від синтетичної алмазної вуглецевої плівки, виготовленої з атомів вуглецю-14, які бета-випромінюють.

Одним із найбільш перспективних аспектів алмазних батарей на основі вуглецю-14 є їхня універсальність. Ці пристрої можуть використовуватися в різних середовищах і в техніці, де звичайні джерела живлення непрактичні. Біосумісна алмазна батарея може зробити революцію в охороні здоров'я, живлячи імплантати, як-от кардіостимулятори, слухові апарати та очні прилади. На відміну від традиційних батарей, які вимагають частої заміни, алмазний аналог може працювати десятиліттями, зменшуючи дискомфорт пацієнта і хірургічні ризики. Ба більше, ці батареї ідеально підходять для космічних місій і віддалених місць на Землі. Вони можуть живити космічні кораблі, супутники протягом десятиліть.

Вуглець-14, який використовується в цих батареях, витягують із графітових блоків, побічного продукту ядерних реакторів поділу. За рахунок повторного використання цього радіоактивного матеріалу технологія скорочує ядерні відходи, створюючи водночас цінне джерело енергії. Тільки у Великій Британії зберігається близько 95 000 тонн графітових блоків. Процес передбачає використання установки плазмового осадження — спеціалізованого пристрою, розробленого спільною групою UKAEA і Брістольського університету, для вирощування алмазної структури. Такий підхід не тільки забезпечує практичне використання радіоактивних відходів, а й знижує вартість і проблеми безпечного зберігання.

Раніше ми писали про топ 6 пристроїв для зберігання енергії замість літієвих батарей. У цій статті Фокус розглядає технології, які могли б замінити літій-іонні акумулятори, і розповідає про те, як працюють сучасні альтернативні батареї.