Китайский стартап Betavolt анонсировал ядерную батарею, срок службы которой составляет 50 лет без необходимости зарядки и обслуживания. Это знаменует собой важную веху в миниатюризации атомной энергии: 63 ядерных изотопа заключены в модуль размером меньше монеты.

Возможности здесь поистине ошеломляющие. Представьте себе телефоны и другие мобильные устройства, которые продолжают работать без подзарядки. Или подумайте о дронах, которые могут летать практически бесконечно, по сравнению с сегодняшними энергопожирающими квадрокоптерами, которые едва могут оставаться на ногах в течение получаса.

Хорошо, теперь успокойся на секунду, потому что мы еще не совсем там. Но дело, кажется, движется именно в этом направлении. О, и я уже чувствую ваше возражение по поводу этой довольно тривиальной вещи — ходить с каким-то светящимся радиоактивным устройством в заднем кармане. Подробнее об этом через минуту.

Во-первых, давайте поговорим о технологиях.

Батарейки, которые прослужат 50 лет? Не так безумно, как кажется

Принцип этой ядерной батареи не нов. Эта концепция, зародившаяся в 20 веке, предполагает преобразование энергии, выделяемой распадающимися изотопами, в электричество. Эта технология ранее использовалась в космических кораблях, подводных системах и удаленных научных станциях Советским Союзом и Соединенными Штатами. Однако проблемой всегда были размер и стоимость. И, возможно, безопасность тоже.

В конструкции Бетавольта используется излучение, испускаемое изотопами никеля, которое преобразуется в электричество. Чего на данный момент удалось достичь пекинской компании «Бетавольт», так это прототип ядерной батареи, обеспечивающей мощность 100 микроватт, и все это втиснуто в объем всего 15x15x5 кубических миллиметров. Этого достаточно, возможно, для питания меток радиочастотной идентификации (RFID) или некоторых датчиков с очень низким энергопотреблением.

Планируется увеличить мощность конструкции до 1 Вт к 2025 году, что позволит питать некоторые микроконтроллеры и некоторые более эффективные светодиодные фонари. Этого все еще недостаточно для питания телефона отдельно, но, соединив последовательно множество этих крошечных батарей или модулей, это возможно. Betavolt утверждает, что плотность энергии в 10 раз выше, чем у литиевых батарей аналогичного размера.

«Если политика позволяет, атомные батареи могут позволить никогда не заряжать мобильный телефон, а дроны, которые могут летать только в течение 15 минут, могут летать непрерывно», — говорится в заявлении Бетавольта.

Betavolts утверждает — и пока нам придется поверить им на слово — что эти батареи не могут загореться или взорваться, в отличие от литий-ионных батарей, питающих современные смартфоны и электромобили. Ядерные батареи также могут работать при температуре от -60 до 120 градусов Цельсия.

Изотопы никеля выделяют бета-частицы — высокоэнергетические, высокоскоростные электроны с малой массой. В целом бета-частицы обладают большей способностью проникать в другие материалы, чем гораздо более крупные альфа-частицы. В результате эти частицы могут перемещаться по воздуху на несколько футов от источника и проникать через кожу, потенциально вызывая ожоги и даже повреждая ДНК. Тем не менее, тонкий лист металла, пластика или просто деревянный брусок может остановить бета-частицы. При правильном корпусе, защищающем пользователей от радиации, аккумулятор должен быть безопасным.

Как и в случае с литий-ионными батареями, реальная опасность источников бета-излучения возникает при их вдыхании или проглатывании. Компания «Бетавольт» уверяет нас, что ее атомная батарея полностью безопасна и не имеет внешнего излучения, что делает ее пригодной даже для чувствительных медицинских устройств, таких как кардиостимуляторы и кохлеарные имплантаты. Кроме того, компания подчеркивает экологичность своей продукции. После периода распада, продолжающегося десятилетиями, изотопы превращаются в стабильный нерадиоактивный изотоп меди, не представляющий угрозы для окружающей среды или загрязнения.

Это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, а это всегда хорошее время для скептицизма. На данный момент мы полагаемся только на корпоративный пиар, поэтому я бы не стал слишком волноваться, пока у нас не появятся независимые исследователи, рассматривающие этот вид технологии.

У «Бетавольта» большие планы. Компания хочет начать коммерческое массовое производство в 2025 году. Однако готовы ли потребители ходить в повседневной жизни с радиоактивным устройством в карманах или ладонях? Могу поспорить, что большинство людей будут категорически против этого, несмотря на гарантии безопасности. Докажи, что я неправ.

Однако Бетавольт не одинок. В Австралии PhosEnergy работает с Университетом Аделаиды над собственной версией аккумуляторной батареи с бета-распадом. Однако они не стремятся к коммерческому рынку, поскольку их блок питания предназначен для космических спутников и вездеходов, которые настолько далеки от людей, насколько это возможно.