Teherán 10. mája 2016 (HSP/Mehrnews/Foto:Mehrnews)
Vedci z National University of Science and Technology MISIS vyvinuli prototyp betavoltaickej batérie, ktorú nie je potrebné dobíjať, je bezúdržbová a má životnosťou 100 rokov
Batéria používa tzv betavoltaický efekt, ktorý prevádza beta žiarenie z rozpadu rádioaktívneho izotopu na elektrický prúdu. Je podobná slnečným batériám, pričom jediným rozdielom je zdroj energie. Zdrojom beta žiarenia je rádioaktívny izotop, Ni-63 (nikel-63), čo je “mierny” a čistý chladič, ktorý sa po rozpade zmení na stabilný izotop medi. To znamená, že vybité batérie nepotrebujú špeciálnu recykláciu.
Tím mladých výskumných pracovníkov (S. A. Legotin, A. A. Krasnov, K. A. Kuzminová, Y. K. Omelčenko) pod vedením profesora Viktora Muraševa, predsedu katedry polovodičovej elektroniky a fyziky, vyvinuli monokryštalickú betavoltaickú technológiu na báze kremíku v spolupráci s Optron a Ritverts GmbH.
Profesor Murašev: “Ľudia si robia starosti, keď počujú, že batéria prevádza žiarenie na elektrickú energiu, ale je to bezpečné. Existujú rôzne druhy žiarenia. Na rozdiel od skutočne nebezpečného žiarenia gama, ktoré je schopné hlboko preniknúť do ľudského tela, sú beta lúče nízko penetračné činidlá (menej ako 50 µm). Okrem toho, rádioaktívny nikel je spoľahlivo chránený vnútri batérie.”
Po týchto zdrojoch je vysoký dopyt, pretože energetické hustoty rádiových izotopov sú porovnateľné s lítiovými batériami. Rádioizotopové batérie môžu byť tiež zabudované do rýchlo sa rozvíjajúcich mikromechanických systémov. Podľa vývojárov sú betavoltaické bunky s nízkym výkonom 10nW schopné pracovať v samostatnom režime až po dobu 100 rokov, a preto sú určené do nízkoenergetických zariadení s dlhou životnosťou, ktoré nevyžadujú žiadnu údržbu. Môže ísť o senzory alebo polohovacie vysielače, ako sú detektory plynu v uhoľných baniach a požiarne alarmy, alebo energetické zdroje na meteorologických staniciach v ťažko prístupných oblastiach alebo zariadeniach používaných v obrannom priemysle alebo v kozmickej lodi.
Profesor Murašev povedal: “Batérie môže byť použité ako nezávislý alebo pomocný zdroj energie v kombinácii s akumulátorom alebo kondenzátorom. Akumulátor a kondenzátor postupne stráca výkon. Naše batérie ich môžu nahradiť a udržať tak zariadenie v prevádzke.”
“Je všeobecne známe, ako rýchlo sa vybíjajú lítium-iónové články pri nízkych teplotách. Betavoltaické batérie nemajú toto obmedzenie, pretože ich účinnosť naopak s poklesom teplôt stúpa. To umožňuje ich použitie pri výskumoch v Arktíde a Antarktíde,” dodal.
Konečným cieľom projektu je výroba kremíkových betavoltaických meničov energie. Avšak hlavným limitujúcim faktorom sú náklady na Ni-63. Vývojári dúfajú, že Ni-63 sa bude čoskoro vyrábať priemyselne, čo by znížilo náklady na konečný produkt a betavoltaické batérie budú široko dostupné pre verejnosť.