Cercetătorii chinezi au creat bateria care rezistă zeci de ani fără să fie reîncărcată

Cercetătorii chinezi au creat bateria care durează zeci de ani fără a fi reîncărcată. Ce tehnologie nucleară stă la baza acesteia?

Tehnologia, care conține un izotop radioactiv (o versiune de nichel) ca sursă de energie, va fi prima de acest fel disponibilă pentru achiziționare generală, au spus reprezentanții Betavolt într-o declarație.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Bateria care durează zeci de ani, denumită „BV100”, este mai mică decât o monedă, măsurând 15 x 15 x 5 milimetri, și generează 100 de microwați de energie. Dacă este aprobată pentru utilizare în dispozitive precum smartphone-urile, viitoarele generații ale bateriei ar elimina în cele din urmă necesitatea de a le încărca vreodată, au afirmat reprezentanții companiei.

Cu toate acestea, Juan Claudio Nino, un specialist în materiale de la Universitatea din Florida (SUA), este sceptic. Dimensiunea sa înseamnă că conține relativ puțini radioizotopi și produce doar 0,01% din electricitatea necesară.

„Cu siguranță se încadrează în intervalul pentru un stimulator cardiac sau poate pentru un senzor wireless pasiv. Dar în forma sa actuală, pur și simplu nu are suficientă putere pentru a alimenta un telefon mobil”, a spus el.

Bateria care durează zeci de ani nu utilizează o tehnologie nouă

Bateriile nucleare sunt o tehnologie bine dezvoltată, a spus Nino pentru Live Science. Create pentru prima dată la începutul anilor 1950, aceste dispozitive exploatează energia eliberată atunci când izotopii radioactivi se descompun în alte elemente.

Atât timp cât elementul radioactiv se descompune, bateria va continua să genereze energie. Acest lucru înseamnă că bateriile nucleare au de obicei durate de viață de decenii și sunt folosite în mod obișnuit pentru a alimenta nave spațiale sau stații științifice automate, unde echipamentul poate rămâne nesupravegheat timp de ani întregi. Ele sunt folosite și în stimulatoarele cardiace.

Bateria Betavolt utilizează nichel-63 ca sursă radioactivă, care, a explicat Nino, se descompune în cupru printr-o cale beta. „În termeni simpli, aveți un neutron (o particulă subatomică neutră) care se transformă într-un proton (o particulă subatomică pozitivă) prin emiterea unui electron. Dacă puteți face ceva cu acel electron, este o sursă de electricitate”, a spus el.

BV100 utilizează un strat semiconductor pentru a captura acești electroni și a-i conduce prin baterie într-o manieră organizată. „Un semiconductor se află între un conductor precum metalul și un izolator precum cauciucul. Electronii se pot deplasa doar dacă au suficientă energie, astfel încât îi putem controla pe măsură ce sunt mutați”, a spus Nino.

Bateria Betavolt plasează nichelul radioactiv între două plăci ultra-subțiri de diamant, un material semiconductor eficient, transformând electronii eliberați prin dezintegrarea radioactivă într-un curent electric utilizabil.

Acești radioizotopi nu prezintă un pericol mare dacă sunt utilizați în spațiu, de exemplu, dar pentru a fi considerați siguri, au nevoie de ecranare cu materiale care pot absorbi radiațiile nocive dacă sunt utilizați în dispozitive precum stimulatoarele cardiace sau în viitoarele smartphone-uri.

Ce probleme ridică o astfel de baterie?

„Ecranarea este crucială, deoarece nu vreți ca ceva radioactiv să deterioreze corpul”, a spus Nino. Protecția împotriva radiațiilor, adesea realizată din materiale precum plumb sau wolfram, este de obicei integrată în designul bateriei, dar Nino a avertizat că este important să se potrivească tipul și cantitatea de ecranare cu elementul radioactiv utilizat. Dacă aveți nevoie de mai multă putere, adăugați o concentrație mai mare a sursei radioactive, dar atunci aveți nevoie și de protecție suplimentară. Acest lucru poate deveni inaplicabil dacă din ce în ce mai mult spațiu din dispozitiv este ocupat de ecranare.

Cu toate acestea, în ciuda necesității de ecranare, bateriile nucleare se laudă cu o densitate energetică mult mai mare decât bateriile convenționale cu ioni de litiu: de zece ori mai mult, conform Betavolt.

Provocarea de a accesa puterea maximă dintr-o singură baterie rămâne în continuare o pistă de cercetare, iar Betavolt intenționează să lanseze o baterie de 1 watt în 2025, mult mai aproape de cele de 2-6 W necesare unui telefon mobil standard. Între timp, compania a sugerat combinarea bateriilor sale în paralel pentru a crește puterea direcționată către un dispozitiv.

Compania intenționează și să cerceteze utilizarea diferiților izotopi nucleari în viitoarele versiuni ale bateriei sale, inclusiv stronțiu-90, prometiu-147 și deuteriu, care pot rezista între doi și 30 de ani într-un dispozitiv.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au dezvoltat celulele solare elastice

Cercetătorii au creat „solul electronic” care accelerează creșterea culturilor

Teleportarea prin lumină, cu un pas mai aproape de realitate

Bateriile cuantice s-ar putea încărca mai repede schimbând regulile cauzalității