XXI століття стає епохою поновлюваних джерел енергії, оскільки економіки всього світу нарощують зусилля з декарбонізації. Японія намагається створити свій спосіб отримання чистої електроенергії. Для цього японські вчені розробили алмазні батареї здатні прослужити сотню років. Вони стануть у пригоді для харчування космічних зондів і в обладнанні для підземних гірничих робіт.
Для нових японських батарей були використані алмази, але не натуральні, що видобуваються у кар’єрах, а синтетичні. Такі алмази мають схожі параметри з природними, але створюються у лабораторних умовах. Їх вартість у десятки разів менше натуральних, що дає змогу широко застосовувати їх у різних областях.
Група вчених Wide Bandgap Semiconductor Group Національного інституту матеріалознавства Японії запропонували застосувати синтетичні алмази для удосконалення батарей на основі радіоактивних матеріалів. Йдеться про елементи живлення, всередині яких ізотопи вуглецю та нікелю.
Творці батарей зазначають, що такі елементи зможуть витримувати екстремальні температури завдяки своїй відносно простій структурі. Час напіврозпаду вуглецю-14 складає 5,7 тисячі років, а для нікелю-63 цей показник становить 100 років. Відповідно, нове джерело живлення зможе працювати як мінімум сотню років.
Новий продукт експерти назвали результатом технологій ноу-хау. Розробки з використанням основи штучних алмазів вчені здійснюють з 90-х років минулого століття. Швидкість теплообміну використовуваного матеріалу становить близько 28%, що є найвищим у світі та близьким до теоретичної межі, хоча і на рівні елементів.
Електроди з синтетичних алмазів створюють електричний струм під дією радіоактивного випромінювання від ізотопів. Для того, щоб елементи не забруднювали навколишнє середовище, передбачена надійна захисна оболонка з металу.
Японські дослідники розробили робочий прототип такої батареї. Але говорити зараз про серійне виробництво нового винаходу ще занадто рано. Вченим ще потрібно розв’язати проблему низької питомої потужності, що генерується їх батареями. На момент виходу матеріалу вона вимірювалася навіть не у міліватах – розроблена батарея виробляла лише 1 мікроват потужності, тобто одну мільйонну вата. Проте, вчені вже працюють над підвищенням потужності.
А поки японські вчені експериментують з акумуляторами на алмазних електродах у радіоактивному середовищі, їх конкуренти з американської компанії Nano Diamond Battery також розробляють батареї на штучних алмазах. Але їх принцип дії прямо протилежний. Влітку минулого року американці розповіли, що створюють елемент живлення, в якому теж використовуються ізотопи. Але їх виробляє радіоактивний сердечник, тоді як синтетичний алмаз виступає як оболонка. Вона захищає навколишнє середовище від шкідливого радіоактивного випромінювання. Сердечник планують виготовляти з перероблених ядерних відходів, але наразі не уточнюють, з яких саме.
Читайте найцікавіші еконовини АРТ-ЕНЕРГО в Telegram та Фейсбуці