Εξαιρετικά συμπαγείς πυρηνικές μπαταρίες από americium: Η νέα επανάσταση στην τεχνολογία ενέργειας

Επιστήμονες από διάφορα κινεζικά ιδρύματα παρουσίασαν μια νέα εξαιρετικά συμπαγή πυρηνική μπαταρία που έχει τη δυνατότητα να αντικαταστήσει τις υπάρχουσες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή τεχνολογία.

Τροφοδοτούμενη από το Americium, αυτή η νέα μπαταρία φέρεται να επιτυγχάνει απόδοση μετατροπής ενέργειας έως και 8.000 φορές μεγαλύτερη από τα προηγούμενα μοντέλα, υποδηλώνοντας ότι μια μέρα θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως υποκατάστατο των συμβατικών μπαταριών λιθίου.

Αυτές οι μικροπυρηνικές πηγές ενέργειας παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας τη ραδιενεργή διάσπαση των ραδιοϊσοτόπων, παράγοντας ισχύ σε μικρή κλίμακα που συνήθως μετράται σε νανοβάτ ή μικροβάτ. Σε αντίθεση με τις χημικές μπαταρίες, η διάρκεια ζωής τους εξαρτάται από τον χρόνο ημιζωής του ραδιοϊσοτόπου που χρησιμοποιείται. Το Americium, συγκεκριμένα τα ισότοπα 241Am και 243Am, προσφέρει λειτουργικές ζωές που εκτείνονται σε αρκετές δεκαετίες, υποδηλώνοντας ότι θα μπορούσε να προσφέρει μια μακροπρόθεσμη λύση ισχύος.

Εξερεύνηση στο βάθος του διαστήματος

Οι παραδοσιακές μικροπυρηνικές μπαταρίες έχουν αντιμετωπίσει προκλήσεις με χαμηλή ενεργειακή απόδοση λόγω της σοβαρής αυτοπροσρόφησης κατά τη διάσπαση άλφα. Αντιμετωπίζοντας αυτό το ζήτημα, η κινεζική ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει μια νέα αρχιτεκτονική που ενσωματώνει το 243Am σε ένα φωταυγές πολυμερές συντονισμού λανθανίδης.

Συνδυάζοντας αυτό το νέο σχέδιο με ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο για τη μετατροπή της αυτοφωταύγειας σε ηλεκτρική ενέργεια, η ραδιοφωτοβολταϊκή μικροπυρηνική μπαταρία επιτυγχάνει απόδοση μετατροπής ισχύος 0,889%, αποδίδοντας 139 μικροβάτ ανά κιρί. Αν και η ισχύς εξόδου παραμένει μικρή, οι δυνατότητες για μακροπρόθεσμη παροχή ενέργειας χωρίς συντήρηση είναι σημαντικές.

Η ανθεκτικότητα αυτής της μπαταρίας είναι αξιοσημείωτη, καθώς η ραδιενεργή αποσύνθεση παραμένει σταθερή ανεξάρτητα από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία ή η πίεση. Αυτή η σταθερότητα εξασφαλίζει μια αξιόπιστη πηγή ενέργειας σε δύσκολες συνθήκες.

Η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια και απαιτεί περαιτέρω ανάπτυξη προτού καταστεί εφικτή η ευρεία υιοθέτησή της. Ωστόσο, η ομάδα προτείνει ότι οι αρχικές εφαρμογές για την πυρηνική μπαταρία με βάση το americium θα μπορούσαν να στοχεύουν μικρές, απομακρυσμένες συσκευές, ιδιαίτερα στην εξερεύνηση του διαστήματος, όπου η αντικατάσταση συμβατικών μπαταριών δεν είναι πρακτική.

Τα ευρήματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Φύση.