Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 549

Baterie vydrží 50 let bez dobíjení

Vědci v Číně sestrojili jadernou baterii, která dokáže vyrábět energii až 50 let bez dobíjení. BV100 od společnosti Betavolt je menší než mince a obsahuje radioaktivní izotop niklu, který se rozpadá na měď a dodává energii. Technologie, která obsahuje jako zdroj energie radioaktivní izotop, není nová, ale bude první svého druhu, která bude k dispozici pro běžný nákup, uvedli zástupci společnosti Betavolt.

Fotogalerie (1)
Obrazový kredit: Betavolt

Nová baterie nazvaná „BV100“ je menší než mince, měří 15 mm × 15 mm × 5 mm a generuje výkon 100 μW. Pokud bude schválena pro použití v zařízeních, jako jsou chytré telefony, budoucí generace baterií s větším výkonem by nakonec odstranily potřebu podobné spotřebiče a zařízení nabíjet. 

Zatím velikost představené baterie znamená, že obsahuje relativně málo radioizotopu a produkuje pouze 0,01 % potřebné elektřiny, což by stačilo např. pro kardiostimulátor nebo třeba pasivní bezdrátový senzor. Ale ve své současné podobě prostě zatím nemá dostatek energie na pohon mobilního telefonu.

Technologie je známa

Jaderné baterie nejsou ničím novým; ve skutečnosti jsou dobře zavedenou technologií vyvinutou na počátku 50. let 20. století. Využívají energii uvolněnou při rozpadu radioaktivních izotopů na jiné prvky. Dokud se radioaktivní prvek rozpadá, baterie generuje energii. To znamená, že jaderné baterie mají obvykle životnost dlouhou desítky let a běžně se používají k napájení přístrojů kosmických lodí nebo automatizovaných vědeckých stanic tam, kde zařízení může být ponecháno bez dozoru celé roky. Používaly se také v kardiostimulátorech.

Beta přeměna jádra niklu 63

Čínská betavoltová baterie používá jako radioaktivní zdroj nikl 63Ni, který se přeměňuje na měď 63Cu cestou β-rozpadu. Neutron v jádře atomu niklu emituje elektron a tím se transformuje na proton, který zůstane v jádře a vytvoří tak z atomu niku atom mědi. Emitované elektrony pak mohou být zdrojem elektřiny. Betavoltaická zařízení používají netepelný proces přeměny: páry elektron-díra produkované ionizační stopou částic β procházejících polovodičem se využijí k produkci elektřiny podobně, jako ve fotovoltaice elektrony produkované fotonem.

K zachycení elektronů používá baterie polovodičové vrstvy v podobě ultratenkých diamantových destiček. Polovodič je mezi vodičem – kovem a izolantem – gumou.

Jaderné baterie se mohou pochlubit mnohem vyšší hustotou energie než běžné lithium-iontové baterie – až desetinásobnou.

Bezpečnost baterie

Používané radioizotopy představují malé nebezpečí, ale aby byly považovány za úplně bezpečné, pokud budou použity v kardiostimulátorech nebo v budoucích chytrých telefonech, potřebují stínicí materiály absorbující ionizující záření. Je důležité, aby typ a množství stínění odpovídalo použitému radioaktivnímu prvku. Pokud potřebujete větší výkon baterie, jednoduše přidáte vyšší koncentraci radioaktivního zdroje, ale pak potřebujete další ochranu. To může být nepraktické.

Betavolt plánuje v roce 2025 uvést na trh jednowattovou baterii, což už je mnohem blíže 2 W – 6 W požadovaným standardním mobilním telefonem. Společnost také navrhuje kombinovat baterie paralelně, aby se zvýšila energie směrovaná do zařízení.

Dále plánuje prozkoumat v budoucích verzích své jaderné baterie použití různých jiných radioizotopů, včetně stroncia-90, promethia-147 a deuteria, které mohou v zařízení vydržet až 30 let. Problém, jak získat z jedné malé baterie maximální výkon, je stále oblastí výzkumu.

Pozn.: O betavoltaických bateriích jsme psali již zde: Průlom v oblasti jaderných baterií | 3 pól - Magazín plný pozitivní energie (3pol.cz) a zde: https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/474-srdce-pohanene-plutoniem)

 

(red)
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Co s vysloužilými fotovoltaickými panely, turbínami a bateriemi?

Růst výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (OZE) a růst počtu elektrických vozidel (EV) je klíčem ke globálnímu snížení závislosti na fosilních palivech, snížení ...

Co nám vodní houby mohou říci o vývoji mozku

Když čtete tyto řádky, pracuje vysoce sofistikovaný biologický stroj – váš mozek. Lidský mozek se skládá z přibližně 86 miliard neuronů a řídí nejen tělesné funkce od vidění ...

Co uvádí vodní houby do pohybu

Vodní houby nemají neurony ani svaly, přesto se pohybují.  Jak to dělají a co nám to říká o vývoji krevních cév u vyšších živočichů, odhalili vědci z Evropské ...

Erupce sopky Santorini před 520 000 lety

Hluboko pod středomořským dnem, které obklopuje řecký ostrov Santorini, objevili vědci pozůstatky jedné z největších sopečných erupcí, které kdy Evropa viděla.

12 největších sopečných erupcí

V historii jsme byli svědky několika monstrózních sopečných erupcí. Zde je stručný popis 12 z nich. Síla takových erupcí se měří pomocí indexu vulkanické explozivity (VEI), což ...

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail