Отечественные ученые создали ядерную батарейку и эффективные термоячейки
Несколько дней назад мы публиковали новость о том, что американский стартап Nano Diamond Battery представил работающий прототип бета-гальванической батареи, способной работать тысячи лет. Рабочие батарейки стартап обещает уже в конце этого года.
Как оказалось, похожая разработка есть и у отечественных ученых. Специалисты из НИИТУ «МИСиС» в начале августа этого года продемонстрировали собственный прототип батареи, конструкция которой основана на микроканальной объемной структуре никелевого бета-гальванического элемента. Срок службы его — около 20 лет.
Особенность структуры в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон планарного p-n перехода. Это позволяет упростить технологию изготовления элемента, плюс контролировать обратный ток. Благодаря микроканалам эффективная площадь преобразования бета-излучения увеличивается в 14 раз, а значит, увеличивается и ток.
По словам представителей университета, элемент может использоваться в нескольких режимах: аварийный источник питания или датчик температуры в девайсах, которые эксплуатируются при экстремальных температурах в труднодоступных местах, включая горы, воду или даже космос.
Не радиоактивностью единой
А еще ученые НИИТУ «МИСиС» разработали термохимические ячейки, которые превращают тепло в электрическую энергию. Элементы питания такого типа имеют небольшой размер. Благодаря этому их можно сделать носимыми, размещая на одежде.
Ну, а вырабатываемую энергию можно будет использовать для подпитки разных мобильных устройств. По мнению ученых, термоэлектричество — одно из наиболее перспективных направлений энергетики. Правда, есть проблема — выходная мощность слишком низкая.
Специалисты нашли способ решить эту проблему — в конструкции батареек используются оксидно-металлические электроды на основе полых никелевых микросфер и водного электролита. Это решение дает возможность повысить ток, снизив внутреннее сопротивление элемента.
Напряжение разомкнутой цепи может в этом случае достигать 0,2 В при температуре электрода до 85 градусов Цельсия. Мощность такого элемента в 10–20 раз выше по сравнению с аналогами. Ну, а использование водного электролита позволяет снизить стоимость производства и увеличить безопасность системы.
Ученые заявили о том, что им удалось достигнуть рекордного для водных электролитов показателя гипотетического коэффициента термоэлектрической чувствительности в 4,5 мВ/К.
В ближайшем будущем отечественные ученые собираются увеличить выходную мощность за счет оптимизации состава электродов и улучшения общей конструкции термоячейки.
