Китайські вчені представили нову радіоізотопну батарею, яка використовує вуглець-14 і може працювати протягом тисячоліть. Розробники заявляють, що новинка стала потужнішою, компактнішою та ефективнішою за попередню модель.
Про це пише Interesting Engineering.
Нову батарею створили дослідники Північно-Західного педагогічного університету спільно з компанією Gansu Zhulong Technology. В її основі використано ізотоп вуглецю-14 та перетворювач із карбіду кремнію.
Радіоізотопні батареї виробляють електроенергію завдяки розпаду радіоактивних ізотопів. Оскільки період їхнього напіврозпаду може тривати десятиліттями або навіть століттями, такі джерела живлення працюють значно довше за звичайні хімічні батареї.
Такі технології можуть застосовуватися в космічній техніці, системах моніторингу довкілля та окремих медичних імплантатах.
Нова батарея отримала назву «Цяньцзіюань Тяньшу» і стала наступницею моделі Candle Dragon-I, яку китайські вчені представили у 2024 році. Розробники зазначають, що частка радіоактивного матеріалу в новому пристрої становить лише 22%, але потужність вдалося збільшити у 2,6 раза без втрати стабільності чи напруги.
Керівник проєкту Су Маоген пояснив, що команда прагнула створити компактний, потужний, доступний і повністю локалізований пристрій. За його словами, попередні розробки мали невелику потужність, були дорогими та складними для інтеграції.
Дослідники також назвали п’ять ключових удосконалень нової батареї. Серед них — сучасніше радіоактивне джерело, тривимірна багатошарова конструкція, мікросистема керування живленням, вбудовані датчики та використання китайського перетворювача з карбіду кремнію.
Розміри батареї становлять трохи більше 16,8 кубічного сантиметра. Вона використовує 129 мілікюрі вуглецю-14, забезпечує струм 0,713 мікроампера, напругу 2,06 В і максимальну потужність 1,13 мікровата.
На відміну від традиційних радіоізотопних батарей, які перетворюють тепло на електроенергію, нова система безпосередньо використовує бета-частинки, що виникають під час радіоактивного розпаду. Вони потрапляють на напівпровідник із карбіду кремнію, де генерується електричний струм.
За словами розробників, принцип роботи пристрою нагадує сонячну панель, однак замість сонячного світла джерелом енергії є радіоактивне випромінювання.
Попри те, що габарити батареї вдалося зменшити лише на 17%, об’ємна щільність потужності зросла приблизно у 15 разів. Оскільки період напіврозпаду вуглецю-14 становить 5730 років, розрахунковий строк служби такого джерела живлення також вимірюється тисячоліттями.