батарейка

Создана крошечная ядерная батарейка, работающая десятилетиями

© iStock

Ещё с прошлого века учёные пытались создать долговечные и устойчивые к повреждениям аккумуляторы, которые способны работать десятки лет подряд. Это возможно, если использовать радиоактивный распад, а не химические реакции, и именно этот принцип применили исследователи из китайского Сучжоуского университета, которые улучшили эффективность ядерной батареи в 8000 раз.

Инженеры начали с небольшого образца америция, трансуранового элемента, который обычно считается высокотоксичным ядерным отходом. Америций излучает энергию в форме альфа-частиц, которые переносят много энергии, но быстро теряют её в окружающую среду. Поэтому китайские учёные встроили америций в полимерный кристалл, который преобразовал эту энергию в устойчивое свечение.

Светящийся кристалл с америцием.
Светящийся кристалл с америцием.© Kai Li

Затем изобретатели объединили светящийся кристалл с тонким фотоэлектрическим элементом, преобразующим свет в электричество. В финале они упаковали крошечную ядерную батарею в кварцевую ячейку крохотного размера в один миллиметр. За 200 часов испытаний это устройство стабильно вырабатывало электроэнергию с огромной эффективностью, причём такая ядерная батарейка способна проработать несколько десятилетий, после чего окружающие её компоненты будут разрушены радиацией.

Несмотря на то, что новая батарея значительно эффективнее преобразовывала энергию по сравнению с предыдущими конструкциями, она всё же вырабатывала гораздо меньше энергии, чем обычные аккумуляторы. К примеру, чтобы запитать обычную 60-ваттную лампочку, понадобилось бы 40 миллиардов таких батареек. Тем не менее, исследователи считают, что они могут повысить мощность своего изобретения, сделав его простым и безопасным в использовании. В идеале такие батарейки смогут питать миниатюрные датчики в космических кораблях или во время глубоководных исследований.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0

 

Найдена причина, почему старые аккумуляторы разряжаются быстрее

© overclockers.ru

Группа учёных из Университета Боулдера (США) поняла, как создать более долговечные аккумуляторы, которые могут увеличить запас хода электромобилей и срок жизни мелкой техники. Для этого команда использовала мощный рентгеновский аппарат, чтобы выяснить, почему перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторы со временем теряют ёмкость.

В деградации аккумуляторов участвуют тонкие процессы на молекулярном уровне, и в литий-ионных батареях, как следует из названия, ионы лития перемещаются от анода к катоду через раствор электролита. Благодаря этому ток питает устройство, а ионы лития возвращаются в анод во время зарядки, чтобы затем всё повторилось сначала.

Проблема заключается в водороде, который садится на катод и занимает место ионов лития.
Проблема заключается в молекулах водорода, которые садятся на катод и занимают место ионов лития.© huawei.com

Однако со временем батарея начинает «садиться» всё быстрее — этот процесс называется саморазрядом. Исследователи поняли, что виной тому молекулы водорода из электролита, которые занимают место в катоде и тем самым мешают ионам лития связываться с ним. В итоге всё меньше ионов лития связывается с катодом, из-за чего сила электрического тока ослабевает, а батарея разряжается быстрее.

Хорошая новость заключается в том, что эту потерю ёмкости можно устранить, если покрыть катод специальным материалом, который отталкивает атомы водорода. Это позволит не только улучшить производительность аккумуляторов, но и обеспечит более высокий запас хода для батарей с низким содержанием кобальта, которые используются в электромобилях.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0