Батарея на 5730 лет: Китай создал источник энергии нового поколения

Такая батарея не зарядит телефон, но переживет цивилизации

Ученые из Северо-Западного педагогического университета Китая совместно с компанией Gansu Zhulong Technology разработали новое поколение* компактных ядерных батарей на основе углерода-14. Новая система получила название Qianjiyuan Tianshu и стала заметным шагом вперед по сравнению с предыдущей разработкой команды: устройство стало мощнее, компактнее и полностью построено на китайской технологической базе.

Изображение сгенерировано GrokВ основе батареи лежит радиоактивный изотоп углерод-14 и полупроводник из карбида кремния (SiC). В отличие от традиционных радиоизотопных генераторов, которые сначала превращают выделяемое тепло в электричество, новая технология напрямую преобразует энергию бета-излучения в электрический ток.

Принцип работы разработчики сравнивают с солнечной батареей: только вместо фотонов света устройство использует электроны, которые появляются при распаде углерода-14 и создают электрический ток в полупроводниковом слое.

По сравнению с предыдущей моделью Zhulong-1, представленной в 2024 году, новая батарея получила ряд улучшений:

мощность выросла в 2,6 раза при сохранении прочих характеристик;

количество используемого радиоактивного материала сократилось примерно на 22%;

элементы получили трехмерную компоновку для более высокой плотности размещения;

добавлены датчики и система управления с крайне низким энергопотреблением;

впервые использован полностью китайский преобразователь на основе карбида кремния.

При этом сама батарея остается очень компактной. Ее объем составляет всего около 16,8 кубического сантиметра см3. Батарея обеспечивает напряжение 2,06 В и ток 0,713 мкА, а максимальная заявленная выходная мощность составляет 1,13 мкВт.

Такая мощность слишком мала для питания смартфонов или другой бытовой электроники, однако именно в этом и заключается предназначение подобных устройств. Ядерные батареи рассчитаны на оборудование, которому требуется крайне небольшое количество энергии, но которое должно работать годами без обслуживания.

Главное преимущество технологии — исключительная долговечность. Период полураспада углерода-14 составляет около 5730 лет, поэтому такие источники питания потенциально способны обеспечивать стабильную работу устройств в течение очень долгого времени.

Разработчики считают, что технология может найти применение в самых разных областях — космических аппаратах, автономных датчиках и научном оборудовании, медицинских имплантах, промышленных системах мониторинга, устройствах для удаленных районов, где обслуживание невозможно.

Радиоизотопные источники энергии уже давно используются в космической отрасли. NASA применяло подобные системы в аппаратах Voyager и марсоходе Curiosity, а Китай использовал их в лунных миссиях «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4». Однако Qianjiyuan Tianshu относится к более компактному классу ядерных батарей — они предназначены не для мощной техники, а для сверхдолгой автономной работы небольшой электроники.

* Деятельность организации «Духовне Управлiння Євангельських Християн Української Християнської Церкви «Нове Поколiння» (Духовное Управление Евангельских Христиан Украинской Христианской Церкви «Новое Поколение»)» признана нежелательной на территории РФ