erd_sol (erd_sol) wrote,
erd_sol
erd_sol

Categories:

Алмазные батареи со сроком жизни в 100 лет


Алмазные батареи, способные вырабатывать электричество в течение 100 лет, рассматриваются для использования в космических зондах и в оборудовании для подземных горных работ.

В этих батареях используются искусственные алмазы, которые вырабатывают электричество, когда их помещают в радиоактивное поле. Если радиоактивность можно контролировать и заблокировать, обернув эти батареи алюминием или другими металлическими листами, их можно будет использовать.

«Это прекрасный кристалл. Мы могли бы извлечь потенциал из алмазов», - сказал Сатоши Коидзуми, глава группы Wide Bandgap Semiconductor Group в Национальном институте материаловедения, держа в руках прототип батареи цвета необработанного алмаза, произведенный компанией группа.

Как самое твердое вещество в мире, алмаз широко используется в качестве промышленных инструментов и даже может быть преобразован в полупроводники. Группа изготовила диод с PN-переходом, одно из простейших полупроводниковых устройств, путем прикрепления тонкой алмазной пленки к алмазной основе для выработки электричества.

Алмазные батареи или бета-гальванические батареи вырабатывают электричество, пока они находятся в радиоактивных полях, где они могут принимать бета-лучи от изотопов, таких как углерод-14 и никель-63. Эти батареи имеют такой долгий срок службы, потому что углерод-14 и никель-63 распадаются вдвое примерно за 5700 и 100 лет соответственно.

Используя карбид кремния, американские и другие компании нашли практическое применение бетавольтаическим батареям. Хотя алмаз и карбид кремния имеют более высокую скорость теплообмена, производство полупроводников из алмаза сложнее.

Алмазная батарея, произведенная NIMS, является результатом технологий и ноу-хау, накопленных национальным научно-исследовательским институтом в этой области с 1990-х годов. Скорость теплообмена используемого материала составляет около 28%, что является самым высоким в мире и близким к теоретическому пределу, хотя и на уровне элементов.

Исследовательская группа в NIMS использовала электроны, используемые в таких устройствах, как электронные микроскопы, вместо бета-лучей для производства электроэнергии, но с этого момента планирует использовать никель-63.

Основная проблема, которую еще предстоит решить разработчикам, - это как сделать батареи более эффективными за счет увеличения выходной мощности. На данный момент эти батареи вырабатывают только микроватт электроэнергии - микроватт - это одна миллионная ватта.

Несмотря на это, потенциал батареи очевиден. В 2020 году Управление по атомной энергии Великобритании и Бристольский университет заявили, что они изучают использование углерода-14, который в изобилии присутствует на поверхности графита, используемого в ядерной энергетике, который может быть получен при демонтаже таких станций.

Сообщается, что Великобритания рассматривает возможность производства многих алмазных батарей после демонтажа этих заводов. Хотя подробностей о его планах нет, в случае успеха он сможет вырабатывать электроэнергию в течение тысяч лет.

Ядерные батареи включают батареи, в которых используется тепло плутония. Такие батареи устанавливаются в космических зондах, и, хотя они вырабатывают относительно большое количество электроэнергии, плутоний трудно лечить.

Напротив, алмазные батареи обладают высокой термостойкостью и имеют более простые конструкции.

«Они могут работать даже при высоких температурах, и их можно использовать, в частности, в космическом оборудовании и машинах для разведки полезных ископаемых», - сказал Коидзуми из NIMS.

Источник:
https://asia.nikkei.com/Business/Technology/Diamond-batteries-promise-to-power-space-probes-for-100-years
Tags: батарея, технологии
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 41 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →

Recent Posts from This Journal