Smartfón, ktorý vydrží nabitý celé desaťročia? Prelomová jadrová batéria výrazne prekonáva svojich predchodcov
Výskumníci prestavili jadrovú batériu, ktorá vydrží neporovnateľne viac ako všetci jej predchodcovia. Zariadenia udrží nabité dekády.
Výskumníci zo Soochow University vytvorili prelomovú batériu, ktorá je tisícekrát silnejšia ako jej predchodcovia.
Ide o formu drobnej jadrovej batérie, na ktorej sa podieľali fyzici a inžinieri z niekoľkých čínskych vedeckých inštitúcií a univerzít. Výsledkom je nový typ batérie, až 8-tisíc krát výkonnejší ako predchádzajúce batérie.
Už desaťročia výskumníci hľadajú spôsob, ako by sme mohli vytvoriť drobné jadrové batérie. Ide o batérie, ktoré by dokázali udržať prakticky akékoľvek zariadenie nabité celé roky alebo až desaťročia. Až donedávna ale výskumy nemohli napredovať veľmi rýchlo, kvôli nebezpečnej povahe jadrovej energie, informuje Techexplore.
Jedným zo spôsobov bolo vytvoriť zariadenia poháňané batériami, ktoré nabíja jadrový materiál. Podobné zariadenia bývajú typicky malé, aby sa čo najviac minimalizovalo množstvo jadrového materiálu, ktoré potrebujú. To zároveň obmedzilo množstvo energie, ktorú takéto zariadenia dokázali produkovať. Ďalším problémom bolo, že podobné zariadenia boli mimoriadne neefektívne.
Nová štúdia sa ale pozrela na problém jadrových batérií odlišným spôsobom. Tento pohľad vedcov naviedol k vytvoreniu prvej jadrovej batérie svojho druhu, ktorá je tisícekrát efektívnejšia ako jej predchodcovia.
Neprehliadnite
“Batéria, ktorú sme vytvorili je relatívne jednoduchá a priamočiara,” tvrdia vedci.
Bezkonkurenčne efektívnejšia ako jej predchodcovia
V rámci štúdie vložili drobné množstvo amerícia do kryštálu a následne využili vyžiarenú energiu na vytvorenie svetla. Výsledkom bol kryštál žiariaci na zeleno. Následne pripojili kryštál na fotovoltaický článok. Ten prevádzal svetlo na elektrinu. Následne tento systém umiestnili dovnútra kremeňového článku. Tým zabránili úniku radiácie.
Výslednú batériu výskumníci testovali. Tieto testy ukázali, že batéria dokáže udržať zariadenie nabité veľmi dlhú dobu, predpokladajú, že aj celé desaťročia. V práci poznamenávajú, že polčas rozpadu amerícia presahuje 7-tisíc rokov. Tu je však problémom to, že materiály by sa opotrebovali oveľa skôr.
Dodatočné testovanie ukázalo, že nová batéria má približne 8-tisíc násobne vyššiu efektivitu ako akákoľvek vyvinutá jadrová batéria. Zatiaľ však nie je táto batéria pripravená na komerčné použitie. Autori štúdie tvrdia, že batéria zatiaľ produkuje len veľmi malé množstvo energie. Pre lepšiu predstavu, potrebovali by sme až 40-miliárd podobných batériových článkov, aby sme dokázali zapáliť 60-wattovú žiarovku. Na batérii však vedci pracujú aj naďalej a veria, že sa im v budúcnosti podarí vyladiť vlastnosti batérie.
Nateraz ale hovoria, že takáto jadrová batéria by mohla nájsť využitie pri kozmických sondách, hlavne pri drobných zariadeniach, ktoré vyšleme v budúcnosti do hlbokého vesmíru.
“Mikrojadrové batérie využívajú energiu generovanú rádioaktívnym rozpadom rádioizotopov. Prostredníctvom tohto procesu generujú elektrinu na malej škále, typicky v hodnotách nanowattov alebo mikrowattov. Na rozdiel od tradičných chemických batérií sa však životnosť jadrovej batérie viaže na polčas rozpadu použitého rádioizotopu. Tým získavame životnosť, ktorá môže dosahovať niekoľko desaťročí,” píšu vedci vo svojej štúdii, publikovanej v Nature.
Čo je ale dôležitejšie, rozpad rádioaktívneho materiálu nie je ovplyvnený environmentálnymi faktormi, napríklad teplotou, tlakom alebo magnetickými poľami. Znamená to, že jadrová batéria patrí k spoľahlivým a odolným zdrojom energie, kde degradácia nie je až takým problémom, ako v prípade bežných batérií.
Mikronukleárne batérie by sa podľa slov autorov štúdie mohli stať nenahraditeľné v scenároch, kedy je výmena tradičných batérií buď nepraktická alebo úplne nemožná. Ideálnym príkladom je opäť použitie takejto batérie v odbore vesmírneho prieskumu.
Batérie budúcnosti
Viaceré výskumy sa momentálne venujú hľadaniu batérie budúcnosti, ktorá by nahradila tradičné lítium-iónové batérie. Do pozornosti dávame aj výskum spoločnosti Group1, ktorá je momentálne lídrom v oblasti pokročilých batérií. Tá v rámci štúdie predstavila prvú draslíkovo-iónovú batériu, ktorá ponúka udržateľné, efektívne a hlavne lacné riešenie pre uskladnenie energie. Viac o tejto batérií môžeš nájsť v tomto článku.
Komentáre