Maličká jadrová batéria môže napájať zariadenia po celé desaťročia
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 3. 4. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výskumníci z kórejského Inštitútu pre vedu a techniku v Daegu-Gyeongbuku vytvorili jadrovú batériu, ktorá by dokázala premeniť žiarenie priamo na elektrinu po celé desaťročia. A to bez všetkých strašidelných vecí spojených s jadrovou radiáciou.
Táto batéria, ktorá sa nazýva ako betavoltaický článok citlivý na farbivo, využíva beta častice, čo sú len vysokoenergetické elektróny. Kúzlom v tejto batérii je materiál uhlík-14, rádioaktívny izotop, ktorý emituje beta častice. Tieto častice narážajú na polovodič oxidu titaničitého potiahnutý farbivom na báze ruténia, ktorý uvoľňuje elektróny vo farbive a generuje elektrický prúd.
Polčas rozpadu uhlíka-14 je približne 5 730 rokov, čo znamená, že batéria by teoreticky mohla po takmer šiestich tisícročiach stále produkovať 50 % svojho pôvodného výkonu. V skutočnom svete by sa však praktický výkon pravdepodobne zhoršil oveľa skôr v dôsledku rozpadu materiálov v takom časovom rámci.
Prototyp batérie má hustotu výkonu 20,75 nanowattov na štvorcový centimeter na milicurie pri účinnosti 2,86 %. Laicky povedané, nie je to veľa. Zhruba vo veľkosti aspirínu alebo podobne, pumpuje asi 0,4% energie potrebnej na spustenie základnej vreckovej kalkulačky.
Ako už bolo povedané, miniatúrna jadrová batéria generuje dostatok energie na prevádzku lekárskych zariadení, ako je pulzný obvod kardiostimulátora alebo vzdialené senzory prostredia na zaznamenávanie údajov. Mohla by to tiež napájať štítky alebo mikročipy RFID alebo kondenzátory nabíjania pre veci, ktoré potrebujú väčší príval rýchlej energie. Existuje celý rad technológií s mimoriadne nízkou spotrebou energie, ktorým by tento typ batérie vyhovoval. A to je stále v ranom vývoji.
V súvislosti s jadrovou energiou sa vynárajú obavy z radiácie. No výskumníci tvrdia, že tento dizajn je v skutočnosti celkom bezpečný. Beta častice emitované z uhlíka-14 sú už prítomné takmer vo všetkom, vrátane prirodzeného výskytu v ľudskom tele. Tienenie takejto batérie je jednoduché ako tenký kus hliníkovej fólie. Malé jadrové batérie v pevnom stave sú vyrobené bez horľavých materiálov a môžu teda byť bezpečnejšie ako lítium-iónové batérie, ktoré sú náchylné na tepelný únik a výbuch.
Nie je to však prvýkrát, čo atómové batérie prinášajú novinky. Prvá rádioizotopová batéria bola vyvinutá v roku 1954 Komisiou pre atómovú energiu v USA. Ako rádioaktívny zdroj sa použilo stroncium-90 a premenil energiu z beta častíc na elektrinu, podobne ako dnešné betavoltaické články.
Krátko nato, v 60. rokoch 20. storočia, sa vo vesmírnych misiách používali rádioizotopové termoelektrické generátory (RTG), ktoré premieňali energiu z izotopov vyžarujúcich alfa, ako je plutónium-238 – čo je účinnejšie, ale stále relatívne bezpečné, keď je správne tienené.
Nedávno spoločnosť Betavolt oznámila svoju 3-voltovú diamantovú jadrovú batériu, ktorá využíva nikel-63 a diamantový polovodič využívajúci rovnaký princíp beta častíc, ktorý dokáže napájať zariadenie 50 rokov. Arkenlight je ďalšou spoločnosťou, ktorá už niekoľko rokov vyvíja diamanty s uhlíkom 14 na výrobu energie z atómových batérií.
Aj keď táto technológia nie je úplne nová, nedávne objavy v materiáloch, účinnosti a bezpečnosti tak konečne začínajú osvetľovať cestu ku každodenným praktickým aplikáciám.
