Китайские ученые представили сверхкомпактную ядерную батарею

Китайские учёные представили сверхкомпактную ядерную батарею, работающую на америции, которая потенциально может заменить существующие источники питания в повседневных технологиях. Эта новая батарея достигает эффективности преобразования энергии в 8000 раз выше, чем у предыдущих моделей.

Микроядерные источники энергии генерируют электроэнергию за счёт распада радиоизотопов, производя мощность в малых масштабах, обычно измеряемую в нановаттах или микроваттах. В отличие от химических батарей, их срок службы зависит от периода полураспада используемого радиоизотопа. Америций, в частности изотопы 241Am и 243Am, предлагает эксплуатационный срок службы в несколько десятилетий.

Источник: Li, K., Yan, C., Wang, J. et al., doi 10.1038/s41586-024-07933-9

Традиционные микроядерные батареи столкнулись с проблемами низкой энергоэффективности из-за сильной самоадсорбции во время альфа-распада. Решая эту проблему, китайская исследовательская группа разработала новую архитектуру, которая включает 243Am в люминесцентный координационный полимер лантанида. Объединив эту новую конструкцию с фотоэлектрическим элементом для преобразования автолюминесценции в электричество, радиофотоэлектрическая микроядерная батарея достигает эффективности преобразования энергии 0,889%, выдавая 139 микроватт электроэнергии на каждую единицу радиоактивности (1 кюри).

Хотя выходная мощность остается крошечной, потенциал для долгосрочного, не требующего обслуживания энергоснабжения значителен. Радиоактивный распад остаётся постоянным независимо от факторов окружающей среды, таких как температура или давление. Эта устойчивость обеспечивает надёжный источник питания в сложных условиях.

Технология всё ещё находится на ранних стадиях и требует дальнейшего развития, прежде чем станет возможным её широкое внедрение. Однако группа предполагает, что первоначальное применение ядерной батареи на основе америция может быть нацелено на небольшие удалённые устройства, особенно в исследовании дальнего космоса, где замена обычных батарей нецелесообразна. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.