V Číne predstavili prelomový objav – prvú domácu jadrovú batériu založenú na uhlíku, ktorá by mohla fungovať dlhé roky bez potreby nabíjania. Ako uvádza South China Morning Post, batéria má potenciál revolučne zmeniť energetické riešenia pre medicínske implantáty, vesmírne misie či zariadenia pracujúce v extrémnych podmienkach.

Vedci z Northwest Normal University v provincii Kan-su oznámili, že batéria môže mať životnosť 50 rokov, pričom v špecifických podmienkach môže fungovať viac ako jedno storočie. Základom jej dlhej životnosti je izotop uhlík-14, ktorého polčas rozpadu dosahuje 5 730 rokov.

Podľa Zhanga Guanghuia, technického vedúceho projektu, existuje však možnosť, že by batéria mohla vydržať až tisíce rokov a stala by sa prakticky nesmrteľnou, čo otvára dvere k jej širokému využitiu v oblastiach, kde je údržba batériových systémov náročná alebo azda nemožná. Výskum v súčasnosti napreduje správnym smerom a potenciál batérie je obrovský.

Ako funguje jadrová batéria na báze uhlíka?

Batéria využíva rádioaktívny rozpad uhlíka-14, pričom je skonštruovaná pomocou polovodičového materiálu zo zlúčeniny kremíka a uhlíka. Pri rozpade izotopu sa uvoľňuje energia, ktorú batéria premieňa na elektrický prúd.

Jej výkon dosahuje 433 nanowattov, čo síce nie je dosť na napájanie bežných spotrebičov, ale postačuje pre nízkoenergetické aplikácie, ako sú kardiostimulátory, mozgové implantáty či senzory v extrémnych prostrediach. V testovacích podmienkach poháňala LED svetlo nepretržite štyri mesiace, pričom vyprodukovala viac ako 35 000 svetelných impulzov.

MidJourney/Wikimedia

Veľkou výhodou tejto batérie je odolnosť voči extrémnym teplotám – funguje bez problémov pri teplotách od -100 °C do +200 °C, čo ju robí ideálnou pre využitie vo vesmíre, hlbokomorských misiách či v polárnych oblastiach. Okrem toho má vysokú energetickú hustotu a jej výkon sa počas celého životného cyklu zníži o menej ako 5 %.

Budúcnosť jadrových batérií a ich využitie

Hlavný výskumník Su Maogen z univerzitnej katedry fyziky a elektronického inžinierstva zdôraznil, že batéria môže byť využitá na napájanie lekárskych implantátov, senzorov v rámci internetu vecí či výskumných sond vo vesmíre.

„V extrémnych prostrediach, ako sú hlboké moria, póly Zeme, Mesiac či Mars, môže slúžiť ako trvalý zdroj energie bez potreby údržby,“ vysvetlil Su. „Pri hlbokovesmírnych misiách umožní sondám pracovať nepretržite bez nutnosti dopĺňania energie.“

Projekt je výsledkom spolupráce univerzity so spoločnosťou Beita Pharmatech, ktorá sa špecializuje na zlúčeniny obsahujúce uhlík-14. Výskumný tím plánuje ďalší rozvoj technológie, vrátane automatizovaných systémov na detekciu izotopov uhlíka-13 a elektromagnetických separátorov na získavanie uhlíka-14.

Čína posilňuje svoju pozíciu v oblasti jadrovej energetiky

Čína sa v posledných rokoch zameriava na nezávislú výrobu uhlíka-14, aby znížila svoju závislosť od dovozu z krajín ako Kanada, Južná Afrika či Rusko. V minulom roku začala jeho masovú produkciu v komerčných jadrových reaktoroch v provincii Če-ťiang, čo znamená zásadný krok k sebestačnosti v oblasti izotopových technológií.

Podobný výskum prebieha aj v Spojenom kráľovstve, kde vedci z University of Bristol a UK Atomic Energy Authority vyvinuli uhlíkovú diamantovú batériu, ktorá zachytáva elektróny uvoľňované počas rozpadu uhlíka-14. Táto technológia má podobné uplatnenie – od medicíny až po využitie vo vesmíre. Nezaostávajú ani v USA, kde síce minulý rok vyvinuli jadrovú batériu so životnosťou 100 rokov, ale nová čínska batéria je vďaka geniálnemu triku rozpadu uhlíka-14 ešte o niekoľko úrovní vyššie.

Predstavuje tak významný pokrok v oblasti dlhodobej a spoľahlivej energie, ktorá by mohla zmeniť fungovanie mnohých zariadení (od medicínskych implantátov až po vesmírne sondy) predčiť ostatné svetové veľmoci o stovky rokov.

Čítajte viac z kategórie: Novinky