Čínski vedci predstavili jadrovú batériu novej generácie: Je menšia, lacnejšia a vydržať má roky bez nabíjania
Čínski vedci predstavili novú uhlíkovú jadrovú batériu s izotopom uhlík-14. Má byť menšia, výkonnejšia a určená pre zariadenia, ktoré musia fungovať celé roky bez nabíjania.
Jadrové batérie znejú ako technológia z vedecko-fantastických filmov, no v skutočnosti ich vedci vyvíjajú už celé desaťročia. Nenájdeš ich v smartfónoch ani elektromobiloch, ale tam, kde bežné batérie jednoducho nestačia. Poháňajú napríklad vesmírne sondy, zariadenia v extrémnych podmienkach alebo techniku, ku ktorej sa človek dostane len veľmi ťažko.
Teraz oznámili vedci z Číny ďalší pokrok. Na konferencii v meste Lan-čou predstavili novú generáciu uhlíkovej jadrovej batérie založenej na izotope uhlík-14, informuje Stdaily. Vývojári tvrdia, že oproti predchádzajúcemu prototypu priniesli viacero výrazných vylepšení. Batéria ponúkne vyšší výkon, menšie rozmery aj nižšie výrobné náklady.
Za projektom stojí Severozápadná normálna univerzita spolu so spoločnosťou Gansu Zhulong Technology. Obe organizácie vytvorili kompletný výrobný reťazec, od výskumu až po prípravu priemyselnej výroby. Práve túto úplnú nezávislosť od zahraničných technológií označujú autori projektu za jeden z najväčších úspechov.
Ako funguje jadrová batéria?
Na rozdiel od klasických lítiových batérií jadrová batéria neukladá elektrinu chemickou reakciou. Energiu získava z prirodzeného rádioaktívneho rozpadu izotopu uhlík-14. Počas rozpadu vznikajú elektróny, ktoré špeciálny polovodičový menič premieňa na elektrický prúd. Výkon takéhoto zdroja síce zostáva pomerne nízky, no jadrová batéria dokáže dodávať elektrinu nepretržite celé roky alebo dokonca desaťročia bez potreby nabíjania. Práve preto nachádza využitie tam, kde výmena batérie predstavuje náročnú alebo veľmi drahú operáciu.
Vývojári pripomínajú, že podobné zdroje energie poslúžia pri vesmírnych misiách, polárnom výskume, špeciálnej technike či rôznych zariadeniach, ktoré pracujú bez obsluhy.
Neprehliadni
Nová batéria nadväzuje na prototyp Zhulong-1, ktorý čínski vedci predstavili ešte koncom roka 2024. Tentoraz však hovoria o piatich zásadných technologických zlepšeniach. Novinka dostala nový systém práce s rádioaktívnym zdrojom, účinnejší polovodičový menič z karbidu kremíka, trojrozmernú vrstvenú konštrukciu, inteligentné riadenie energie aj presnejší systém bezdrôtového prenosu údajov.
Výsledky ukázali, že aktivita rádioaktívneho zdroja vzrástla približne jedenapolnásobne, pričom množstvo použitého izotopu kleslo na približne 22 percent oproti predchádzajúcej generácii. To znamená nižšie výrobné náklady aj menšiu spotrebu vzácneho materiálu.
Výkon batérie zároveň citeľne stúpol. Maximálny výkon dosiahol približne 2,6-násobok staršieho prototypu, zatiaľ čo skratový prúd vzrástol asi 2,5-násobne. Vývojári pritom zachovali rovnaké výstupné napätie aj stabilitu dodávky energie.
Nová jadrová batéria prekvapila aj rozmermi
Asi najväčšie prekvapenie priniesli rozmery. Nová konštrukcia zaberie iba približne 17 percent objemu pôvodného zariadenia. Hustota výkonu na jednotku objemu tak podľa autorov projektu vzrástla viac ako pätnásťnásobne.
„Dosiahli sme systematické zlepšenie, ktoré spojilo menšie rozmery, vyšší výkon, nižšie náklady a vyššiu úroveň integrácie,“ uviedli čínski vedci.
Aj keď slovo jadrová batéria môže vyvolať predstavu mobilu, ktorý vydrží fungovať sto rokov, realita vyzerá odlišne. Takéto zdroje energie totiž neposkytujú dostatočný výkon pre zariadenia s vysokou spotrebou. Naopak, výborne sa hodia pre senzory, vedecké prístroje, monitorovacie zariadenia alebo elektroniku, ktorá potrebuje iba malé množstvo energie počas veľmi dlhého obdobia.
Ako sme už spomenuli, veľký význam môžu získať aj vo vesmírnom priemysle. Pri satelitoch alebo sondách totiž predstavuje každá výmena zdroja energie prakticky nemožnú úlohu. Dlhá životnosť jadrovej batérie tak ponúka veľkú výhodu.
Čína už pripravuje ďalší krok
Predstavenie novej batérie nezostalo iba pri laboratórnych výsledkoch. Počas konferencie podpísala spoločnosť Gansu Zhulong Technology dohody o spolupráci s piatimi čínskymi firmami. Partneri chcú spoločne pripraviť testovanie, certifikáciu aj budúcu sériovú výrobu. Cieľom zostáva vytvorenie celého výrobného reťazca od výskumu až po komerčné nasadenie.
„Spoločne vytvoríme kompletný priemyselný ekosystém od výskumu cez overenie technológie až po jej rozsiahle nasadenie,“ vyjadril sa jeden zo zástupcov projektu.
Čína v posledných rokoch investuje veľké prostriedky do vývoja jadrových batérií aj ďalších pokročilých zdrojov energie. Konkurencia pritom rastie aj v Spojených štátoch, Južnej Kórei či Európe. Zatiaľ však zostáva otvorenou otázkou, ako rýchlo sa podobné technológie dostanú z laboratórií do bežného priemyslu a v ktorých oblastiach prinesú najväčší praktický prínos.
