Китайские ученые из Северо-Западного педагогического университета в провинции Ганьсу (Northwest Normal University) разработали ядерную батарею нового поколения Qianjiyuan Tianshu. Она значительно превосходит свою предшественницу и знаменует собой важный шаг в создании источников энергии с длительным сроком службы.
Фото: Northwest Normal University
В 2025 году исследователи объявили, что их ядерная батарея Zhulong-1 прослужит 100 лет. Она состоит из углерода-14 (C-14) и полупроводника карбида кремния (SiC) и является предшественницей Qianjiyuan Tianshu.
Для выработки электроэнергии исследователи используют процесс радиоактивного распада углерода-14. Электроны (бета-частицы), высвобождаемые в этом процессе, возбуждаются полупроводником и преобразуются в электричество — подобно солнечной панели, использующей радиоактивность вместо солнечного света. Как сообщает South China Morning Post, новая, усовершенствованная версия батареи использует всего 22 процента радиоактивного материала по сравнению со своей предшественницей для выработки того же количества электроэнергии.
Qianjiyuan Tianshu работает при напряжении 2,06 вольт. Максимальная выходная мощность составляет от 1,13 до 1,3 микроватт, что в 2,6 раза больше, чем у предыдущей батареи с 433 нановаттами. Ток короткого замыкания увеличен в 2,5 раза: с 282 наноампер до 0,713 микроампер.
Кроме того, удалось сделать батарею меньше и легче. Ее объем составляет 16,8 кубических сантиметров, что всего на 17 процентов меньше, чем у предшественника. Это решение увеличивает объемную плотность мощности в 15,5 раз (т.е., больше мощности при меньшем размере). Батарея может надежно работать при экстремальных температурах от -100 °C до 200 °C.
Это важно, поскольку она предназначена не для смартфонов или электромобилей, а для космоса или глубоководных условий. Ее выходная мощность слишком низка для работы смартфонов или подобных устройств. Однако в спутниках или глубоководных датчиках такая батарея могла бы надежно питать приборы в течение длительных периодов времени. Разряженная батарея в таких устройствах обычно означает отказ от приборов, которые она питает, поскольку замена батареи была бы слишком дорогостоящей.
Исследователи заявляют, что батарея может проработать тысячи лет. Они пришли к такому выводу, основываясь на периоде полураспада углерода-14. Этот период полураспада составляет 5730 лет и, таким образом, представляет собой верхний предел потенциального времени работы.
