В январе 2024 года китайский стартап Betavolt представил миниатюрную ядерную батарейку BV100 размером 15×15×5 мм, то есть меньше монеты, о ней вкратце упоминали на Хабре. По заявлениям изобретателей, батарея может обеспечить питание электронного устройства на протяжении 50 лет, без подзарядки или обслуживания.
На сегодняшний день это самая маленькая в мире ядерная батарейка, хотя у нескольких западных компаний есть опыт миниатюризации подобных источников питания, а вообще идее почти 70 лет.
Схема BV100 выглядит следующим образом:
Как видим, у неё слоистая структура, где чередуются слои с радиоактивным веществом (изотоп никель-63) толщиной 2 мкм и слои с полупроводниковым преобразователем энергии изотопов, который собирает бета-частицы (электроны) после радиоактивного распада.
Лазерный полупроводниковый преобразователь энергии изотопов, фото: Betavolt
Батарейка модульная. Один модуль состоит как минимум из двух конвертеров и одного слоя никеля-63, но их можно добавлять практически в любом количестве за счёт утолщения корпуса:
В минимальном варианте с двумя конвертерами и одним слоем никеля-63 размер батарейки составляет 3×3×0,03 мм. В изготовленном прототипе коэффициент преобразования энергии 8,8%.
В стандартном исполнении батарея выдаёт 100 мкВт. По словам разработчиков, она может работать непрерывно, генерируя 8,64 Дж в сутки и 3125 Дж в год. Плотность энергии десятикратно превышает показатель литиевых батареек, а один грамм материала хранит 3300 мВт·ч энергии без опасности возгорания или взрыва, как у литиевых аккумуляторов при нагреве. Ядерная батарейка хорошо функционирует в диапазоне температур от −60 °С до +120 °С. Плотность энергии можно ещё больше увеличить, если использовать более чистый никель-63.
Для сравнения, смартфон на 50% CPU, с Wi-Fi и включённым экраном потребляет 1857 мВт, поэтому ядерная батарея в данный момент не подходит для бытовой электроники.
Судя по всему, Betavolt (основана в 2021 г.) — не фантомный стартап, а реальная технологическая компания. По крайней мере, в их портфеле несколько высокотехнологичных продуктов, которые применяются в том числе для изготовления ядерных батареек:
-
диоды Шоттки (с переходом металл-полупроводник вместо обычного p-n-перехода);
-
алмазный полупроводниковый преобразователь энергии изотопов, изготовленный из легированного бором алмаза в качестве подложки, с плазменным химическим паровым осаждением, размер 3×20 мм с толщиной 10 мкм, устройство используется в производстве ядерных батарей;
-
сверхдлинные углеродные нанотрубки с высокой удельной поверхностью и проводимостью представляют собой идеальный материал для электродов суперконденсаторов. Выращиваются с помощью вихревого реактора, в котором природный газ при температуре выше 1000 °C превращается в «паутину» из ультратонких (3-10 нм) и длинных (сантиметры) углеродных нанотрубок. Этот тип углеродных нанотрубок обладает собственной прочностью до 36 ГПа и теплопроводностью до 7000 Вт/м.
Из них можно делать композитные материалы для самолётов и автомобилей (пучки нанотрубок толщиной 10 микрон могут служить заменой тяжёлым металлическим проводам и использоваться в производстве тканей, стальных канатов и тросов), специальные кабели для аэрокосмической и других отраслей (плотность тока в 1000 раз выше, чем в медных проводах, при такой плотности тока медные провода взрываются), cверхлёгкие теплоотводы и электронные детали (теплопроводность до 759 Вт/м·К, что значительно выше меди (385) и алюминия (247), сверхлёгкие высокопрочные кабели (альтернатива полиамидным полимерам), упрочнённые обмотки для автомобилей, подводного оборудования и сосудов высокого давления в химическом машиностроении (замена углеродного волокна), суперконденсаторы.;
-
электрохимические суперконденсаторы с высокой ёмкостью (10 мкФ − 10000 Ф) и рабочей температурой (от −70 °C до 110 °C). Электрохимическая удельная ёмкость суперконденсаторов из массивов углеродных нанотрубок в водных электролитах составляет 100−120 Ф/г, а композитов из них — до 500 700 Ф/г, с большим количеством циклов перезарядки.
- микрохирургический алмазный скальпель с твёрдостью более 105 ГПа и радиусом заточки менее 4 нм, такие используются в офтальмологии, ортопедии, нейрохирургии, стоматологии и т. д. Лезвие скальпеля изготовлено из монокристалла чёрного алмаза, оно также может использоваться в качестве датчика температуры, позволяя хирургу контролировать температуру операционной зоны в реальном времени.
Betavolt надеется, что ядерные батарейки найдут широкое применение в медицинских устройствах, в том числе имплантатах (например, кардиостимуляторы), военном оборудовании, микроэлектромеханических устройствах, микророботах, беспилотниках, аэрокосмической отрасли. Везде, где нужны источники питания с длительным сроком действия. Внешняя радиация за пределами корпуса отсутствует, что позволяет применять батарейку внутри живой ткани без угрозы здоровью:
В 2025 году производитель планирует выпустить батарейку на 1 Вт.
На самом деле, батарейки такого маленького размера с зарядом на 50 лет могут изменить человеческую цивилизацию. Если мощность позволит использовать их в мобильных телефонах и другой бытовой технике, то выбор становится очевидным. Появление на рынке устройств типа Swapery (автоматическая замена аккумуляторов в смартфоне за 7 секунд) доказывает, что спрос на подобную услугу есть: людям не нравится постоянно подключать смартфоны к розетке.
▍ История ядерных батареек
Идея использовать ядерную энергию для бытовых устройств появилась в 50-е гг. В 1954 году американская корпорация RCA представила небольшую атомную батарею для маленьких радиоприёмников и слуховых аппаратов:
Из журнала «Популярная механика», январь 1954 г.
С тех времён разработано множество типов и методов извлечения электрической энергии из ядерных источников. Ядерные батареи можно разделить по технологии преобразования энергии на две основные группы: термические и нетермические.
-
Термические преобразователи преобразуют часть тепла, выделяемого при ядерном распаде, в электричество. Наиболее ярким примером является радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), часто используемый в космических аппаратах.
Схема РИТЭГа, используемого на космическом аппарате «Кассини-Гюйгенс», источник
Ядерный реактор типа РИТЭГ — практически безальтернативный вариант двигателя для ряда космических миссий: от длительных межзвёздных перелётов до обустройства постоянных баз на других планетах, в том числе на Марсе.
-
Нетермические преобразователи извлекают энергию непосредственно из испускаемого излучения. Их проще уменьшить в размерах, поэтому они подходят для использования в малогабаритных приложениях. Наиболее ярким примером является бетавольтаический элемент. Собственно, китайские конструкторы представили очередной, более совершенный вариант такой конструкции.
Ядерные батарейки такого типа имеют давнюю историю. Первые концепты бетавольтаических элементов появились в конце 50-х, потом они были забыты, а в 21 веке технология получила вторую жизнь и снова считается перспективной.
В США производством таких элементов занимаются, например, компании Widetronix и City Labs. В данный момент Widetronix выпускает два типа батареек: Firefli-T на изотопе водорода 3H, тритие (от 10 нВт до 1 мкВт), и Firefli-N на изотопе никеля-63, как у китайцев. Максимальная мощность второго типа батареек 500 нВт.
Образец бетавольтаической батареи Widetronix. В прототипе 2009 года использовались слои карбида кремния и металлической фольги с изотопом трития. Когда высокоэнергетические электроны после распада трития попадают на карбид кремния, в нём возникает электрический ток, который выходит через металлические контакты. Такие батареи рассчитаны на 25 лет службы
Тритиевая батарея P200 от City Labs гораздо мощнее (100 мкВт) и массивнее: 99×45 мм, вес 7,54 г.
Хотя есть разные корпусировки.
Как известно, некоторые страны сейчас отказываются от ядерной энергии по причинам безопасности. В качестве решения когда-то рассматривались малые модульные реакторы (ММР) до 300 МВт, которые проще в строительстве и обслуживании, дешевле и безопаснее обычных АЭС:
Но в Китае, России и Аргентине расходы на строительство ММР многократно превысили бюджет, что ставит под сомнение их экономичность:
Кроме того, сроки строительства в Китае и РФ растянулись на 12−13 лет вместо запланированных трёх-четырёх (аргентинский спустя 13 лет ещё не достроен). Американский проект ММР NuScale пришлось свернуть, когда себестоимость киловатта выросла с $9964 до $21 561. Так что перспективы ММР сейчас сомнительны, особенно когда себестоимость возобновляемой энергии кардинально снижается. В Европе граждане массово скупают DIY-комплекты солнечных батарей для оформления балконов.
Хотя ММР под вопросом, но в целом ядерная энергетика может получить вторую жизнь благодаря миниатюризации источников питания. Если батарейки со сроком работы 50 лет выйдут на рынок по доступной цене, а их мощность будет увеличена, то массовый спрос практически гарантирован.
Если пофантазировать, то для многих устройств (автомобили, смартфоны, планшеты) само понятие «аккумулятор» устареет, потому что он будет изначально встроен в схему устройства и предполагать работу на протяжении всего срока его службы, как диоды и конденсаторы на материнской плате.
Интересно посчитать, на какое расстояние сможет проехать обычный электромобиль на одной ядерной батарейке. Возможно, даже в потребительских машинах понятие «зарядить аккумулятор» отойдёт в разряд архаизмов или переместится в категорию техосмотра, который производится раз в два года.
Интересен ещё и тот факт, что в условиях технологических санкций Китаю удаётся вести передовые научно-технические исследования. По сути, с этим проектом Китай претендует на роль мирового лидера в разработке ядерных батарей и алмазных полупроводников четвёртого поколения.
Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?
Комментарии (62)
baldr
10.06.2024 09:11Да, в корпусе-то оно безопасно.. Так и обычные батарейки безопасны, пока упакованы в корпусе.
А вот что будет если расфигачить эту батарейку молотком и <роскомнадзор> шефу в бутерброд?
kenomimi
10.06.2024 09:11+4Тоже самое, что нафигачить ему туда по средневековой традиции мышьяка или цианидов. Только за последние дадут 5 лет, а за ядерный инцидент сразу вышку выхватишь.
Grey83
10.06.2024 09:11+7поэтому ядерная батарея в данный момент не подходит для бытовой электроники.
Как на счёт всяких фитнесс-браслетов и смарт-часов (среднее потребление порядка от единиц мВ/ч, правда у вторых в разы больше)?
И потребление у них неравномерное. Возможно хорошим вариантом будет использовать такой источник энергии совместно со слабым буферным аккумулятором/ионистором, чтобы в моменты пиковых нагрузок выдаваемой мощности хватало, а когда нагрузка снижалась, то буфер подзаряжался.
DMGarikk
10.06.2024 09:11+2а потом куча этого оборудования попадет на свалку ВНЕ страны где упарываются с правильной переработкой отходов и тупо засунут электронику с этими батарейками в шреддер и закатают в свалку...а дождиком этот никель попадет в воду и далее еще куданибудь
Grey83
10.06.2024 09:11+3Как бы никель сам по себе не слишком полезный для живых организмов, согласно википедии:
Никель и его соединения токсичны и канцерогенны
Никель — основная причина аллергии (контактного дерматита) на металлы, контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки). В 2008 году Американским обществом контактного дерматита никель был признан «Аллергеном года». В Европейском союзе ограничено содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека. В России запрета на использование никеля в ювелирных украшениях и медицинской технике нет.
kaptnemo
10.06.2024 09:11+3В этой батарейке 4 миллиграмма никеля-63. Экспериментально установлено, что потребление с пищей стабильного никеля в размере 1 мг в день не вызывает вредных последствий. А вот если вы батарейку растворите и выпьете четверть полученного раствора, тот же 1 мг, то будете получать около полутора рентген в час внутреннего бета-облучения и за несколько суток наберёте себе острую лучевую болезнь. Химическая токсичность радионуклидов в большинстве случаев пренебрежимо мала по сравнению с радиотоксичностью.
victor-homyakov
10.06.2024 09:11+4Интересная задачка получается.
Нагуглил, что период полувыведения никеля из организма - около одного года. И накапливается он в поджелудочной и околощитовидной железах.
Прикидываю на коленке. Если организм усвоит и отложит в поджелудочной 1мг никеля-63 (мне неизвестно, сколько никеля и в какой форме для этого потребуется съесть), это получится порядка 10^19 атомов (если правильно нагуглил молярную массу никеля). За год выведется половина, то есть упрощённо (чтобы оценить нижнюю границу) в течение года оставшаяся половина (0,5мг) будет невозбранно распадаться и облучать бета-излучением соседние клетки.
Удельная активность никеля-63 - 57 Ки/г, активность 0,5мг составит 28,5 мКи или около 1 гигабеккереля (10^9 распадов в секунду). То есть нижняя оценка - 10^9 мягких бета-частиц (средняя энергия 17 кэВ, максимальная энергия 67 кэВ по википедии) в секунду на протяжении года на кучку клеток где-то внутри поджелудочной.
Дальше надо как-то пересчитать это в поглощённую и эквивалентную дозу, но тут я уже не шарю и не могу найти подходящих данных. Нашёл только в какой-то методичке, что для энергии 169 кэВ поглощённая доза на одну бета-частицу составляет
15*10^-8рад (это само по себе надо проверить, в методичках часто бывают опечатки, могли запятую пропустить) или0,15*10^-8Грей. Тогда крайне грубо для 17 кэВ можно оценить поглощённую дозу одного электрона в1,5*10^-10Грей, для 10^9 электронов - 0,15 Грей. То есть порядка 0,1 Грея в секунду внутри поджелудочной в течение года. Это очень много.Это всё очень примерно, только чтобы оценить. Возможно, кто-то сможет посчитать точнее.
kaptnemo
10.06.2024 09:11+1Если для простоты считать, что весь никель-63 равномерно распределился в поджелудочной железе человека (её масса 70 г), то, с учётом удельной активности (1 мг -- 2,07 гигабеккерелей) и средней энергии бета-частицы (17.425 кэВ == 2.8e-15 Дж), предполагая полное поглощение бета-частиц в живой ткани, мощность поглощённой дозы от миллиграмма Ni-63 будет 82 микроватта/кг == 82 микрогрея в секунду, или 30 сГр/ч.
kenomimi
10.06.2024 09:11Одно постановление правительства, что ядерные батареи регистрируются на человека, и все. Купил телефон - на тебя отстукнули, что такому-то передана батарейка в составе телефона. Батарейки номерные, нашли такую в мусоре - штраф или срок. Вон, с мусором в Германии примерно так - не дай б-г ты выкинешь свой пакет соседу или не в тот бак - оштрафуют моментом.
DMGarikk
10.06.2024 09:11+7ну и никто не будет выпускать такие девасы из-за того что это страшный геморрой
вот украли/потерял или еще чтото, такой телефон, дальше что? срок/штраф?
baldr
10.06.2024 09:11+5размером 15×15×5 мм, то есть меньше монеты
Вот серьёзно, регистрировать каждую такую? Суды завалены будут отмазками типа "в поезде в окно телефон выпал", "украли из сумки" или "где-то потерял".
DaneSoul
10.06.2024 09:11+1Одно постановление правительства, что ядерные батареи регистрируются на человека, и все.
А в случае пожара в магазине / складе (не такое уж редкое явление кстати), где таких девайсов куча что делать?
xxxDef
10.06.2024 09:11+1Зачем правительство? Просто цена батареи будет 5000$, из них 4000$ - залоговая стоимость.
SanSeich_78
10.06.2024 09:11+6Жители района номер -ндцать! Не выходите на улицу! В вашем районе произошло столкновение автомобиля и грузовика, перевозившего ЯБ! Уровень радиации - удовлетворительный! Препараты йода принимать по типовой схеме.
Повторяю...kaptnemo
10.06.2024 09:11+7:) Шутку оценил. Но на всякий случай: препараты йода, вопреки распространённой легенде, от радиации не спасают. За одним исключением -- если произошёл выброс йода-131, типичного продукта деления, стабильный йод из таблеток забивает щитовидку и не даёт радиойоду в неё проникать и облучать.
Nocturnal_Rainbow
10.06.2024 09:11+10В 2025 году производитель планирует выпустить батарейку на 1 Вт.
На самом деле, батарейки такого маленького размера с зарядом на 50 лет могут изменить человеческую цивилизацию. Если мощность позволит использовать их в мобильных телефонах и другой бытовой технике, то выбор становится очевидным.
Каковы будут размеры и вес такой батарейки на 1 ватт? К сожалению, на официальном сайте BetaVolt не указан вес одной батарейки мощностью 100 микроватт, но указаны физические размеры – 15х15х5 миллиметров (1.125 см^3). Можно рассчитать примерный вес одной, предполагая, что в основном она состоит из металлов и имеет плотность равную плотности никеля (8.9 г/см^3), который используется там как источник бета лучей, это будет близко к реальности. В общем получается, что одна такая батарея весит примерно 10 граммов, чуть больше, чем монета в 2 евро, в состав которой, кстати, тоже входит никель. Предполагая, что для получения 1 ватта они соединят 10 тысяч этих микробатарей, то окончательный вес ядерной батареи мощностью 1 ватт будет составлять 100 килограммов. Но допустим они не соединят параллельно, а просто создадут одну большую ядерную батарею впихнув туда большой полупроводник и много радиоактивного никеля. Тогда вес будет меньше, но ненамного, пусть в 2 раза меньше, но такая батарея будет занимать большую площадь из-за короткого пробега бета частиц и самопоглощения, для эффективного поглощения бета частиц полупроводником они должны быть тонкие и занимать большую площадь – то есть быть похожи на типичную солнечную панель, можно конечно сделать ее многослойной и приблизить к форме куба, но это будет куб со сторонами около 20 сантиметров, примерно как аккумулятор на 60 ампер-часов, только в 3 раза тяжелее (около 50 кг). Но, этого все равно не хватит для работы современного смартфона, нужно по крайней мере 5 таких одноваттных ядерных батарей. Это никак не удасться изменить, это фундаментальная проблема ядерных батарей. Мощную (хотя бы порядка десятков ватт) ядерную батарею с долгим временем службы (порядка несколько лет) можно сделать только огромной и тяжелой из-за того, что изотопы с периодом полураспада порядка десятков лет излучают очень мало энергии в секунду. Они будут напоминать РИТЭГи, короче.
Вторая проблема таких батарей - КПД и тепловыделение, на оффициальном сайте BetaVolt не указан КПД но его легко рассчитать – зная среднюю энергию бета частиц распадающегося никеля 63, а именно 17 keV и активность источника – 50 кюри, а это 1 850 000 000 000 радиоактивных распадов на секунду, получаем, что мощность энергетического потока при таких параметрах составляет 5000 микроватт, тогда как реальная мощность батареи – 100 микроватт, в 50 раз меньше. А значит КПД такой батареи – 2%. У этого есть интересное последствие – а именно, вся остальная энергия, 98%, куда она девается? А она рассеивается в виде тепла. Это значит, что если они сделают батарею мощностью 1 ватт, то 50 ватт будет выделяться в виде тепла. Что такое 50 ватт тепла? Такая батарея будет нуждаться хотя бы в пассивной системе охлаждения, то есть иметь какой-то рассеиватель тепла, а это + к габаритам.
Третья проблема -- цена. Сколько будет стоить одна такая микробатарея мощностью хотя бы 100 микроватт? К сожалению, на сайте разработчика нет такой информации, но можно подсмотреть у конкурентов, тритиевые бетавольтаические батареи компании City labs имеют цену начиная от $5,250 долларов. А нужны тысяч таких батарей для питания одного смартфона. Никель 63 стоит дешевле, но его надо намного больше, к тому же его надо обогащать, разместить очень тонким слоем + бахнуть туда алмазный полупроводник – это все высокотехнологичное производство. Подсчитаем примерно. Активность никеля 63 равна около 10 кюри на грамм, то есть в такой батарейке минимум 5 граммов никеля. 1 грамм никеля 63 примерно стоит 4000 тысячи долларов, значит на производство одной батарейки на 100 микроватт надо минимум 20 тысяч долларов, сколько будет стоить батарейка на 1 ватт – трудно даже представить.
Grey83
10.06.2024 09:11+1Если почитать новость (или по ссылкам в ней сходить), то можно увидеть, что кпд заявляют равным 8.8% (уже в 4.4 раза больше, чем Вы насчитали).
Также говорится, что можно увеличить плотность энергии (с 3.3ГВт/г), если никель-63 использовать более чистый.
Ещё пишется, что слой никеля равняется 2мкм. И при однослойном исполнении толщина батареи равняется 0.03мм, т.е 0.028мм - это толщина 2 преобразователей и защитной оболочки вокруг этого бутерброда (может ещё электроизоляционный слой, так что по плотности никеля уже нельзя считать).
Для повышения выдаваемого тока нужно увеличивать площадь элементов (если это не опасно для усточивости к физическим повреждениям элементов), либо просто соединять их параллельно в батареи (для повышения выдаваемого напряжения до 3В они и так уже собраны в многослойный бутерброд). Или можно использовать оба варианта.
Ну и цена должна сильно снизиться, если эта батарея пойдёт в промвшленное производство (да, тогда придётся никеля-63 производить на порядки больше, чем это делается сейчас, но не думаю, что это составит такую уж большую проблему).Nocturnal_Rainbow
10.06.2024 09:11+1Если почитать новость (или по ссылкам в ней сходить), то можно увидеть, что кпд заявляют равным 8.8% (уже в 4.4 раза больше, чем Вы насчитали).
Тогда это противоречит другим заявлениям - либо о активности никеля в 50 кюри, либо о мощности в 100 мкВт. Что-то тут не сходится.
Ну и цена должна сильно снизиться, если эта батарея пойдёт в промвшленное производство (да, тогда придётся никеля-63 производить на порядки больше
Должна, тогда это будут не десятки миллионов долларов за ядерные батарейки мощностью порядка ваттов, а сотни тысяч в оптимистичном сценарии. Это нишевая технология, она никогда не будет использоваться в смартфонах.
saege5b
10.06.2024 09:11Обогащать Ni63 от Ni62 - намного веселей и сильно дороже, чем U235 от U238.
Атомные массы у изотопов урана отличаются намного сильнее. А вот U235 отколупать от U234 в промышленных масштабах и не берутся.
MaNaXname
10.06.2024 09:11все верно.
что мощность энергетического потока при таких параметрах составляет 5000 микроватт, тогда как реальная мощность батареи – 100 микроватт, в 50 раз меньше
Тут я бы скорее сказал что не все так просто. Принцип работы - электронами от никеля выбивать электроны из решетки полупроводника. А микромир не такой что элетрон пролетит ПП и обязательно что-то выбъет. Это как кометы которые прилетают в солнечную систему и так же улетают. Шанс что во что-то попадут - мизурный. от того и такой кпд
HiLander
10.06.2024 09:11Лично я форме "кубика" предпочел бы форму "рулетика" скрутив слои между собой максимально плотно. Тогда, учитывая нагревание, на разнице температур сердцевины и внешней среды можно было бы и стандартными термопарами чутка электричества прихватить, в дополнение к основному источнику энергии.
Вот цена - это да. Пока отработают технологию, пока сделают линию для массового производства, уже и смартфоны отомрут ))))
Zara6502
10.06.2024 09:11размером 15×15×5 мм, то есть меньше монеты
<зануда>монета 1 рубль в диаметре 20 мм, а в толщине 1,4 мм, что даёт объём в ~440 куб.мм. Не трудно посчитать что батарейка BV100 имеет объём 1125 куб.мм, что составляет ~2.5 монеты</зануда>
Grey83
10.06.2024 09:11+2С чего бы в китае в ходу были российские монеты?
В оригинале статьи явно не с рублём сравнивали.Zara6502
10.06.2024 09:11ну для меня логично чтобы был не просто тупой перевод, а адаптация для читателя.
Во-вторых - монета в 5 юаней как на картинке имеет объем 551 куб.мм, так что батарейка ровно две монеты в 5 юаней. В-третьих, вам кол за домашку. Всё это вы могли сделать сами ДО публикации своего комментария.
Zara6502
10.06.2024 09:11Если мощность позволит использовать их в мобильных телефонах и другой бытовой технике, то выбор становится очевидным
не совсем, за 20 лет мы увеличили потребление мобилок кратно, за 7 последних лет в 5 раз и пока ничего не говорит о том что кто-то собирается останавливаться. Лозунг "быстрее, выше, сильнее" всё еще в приоритете, так как капиталистический мир смотрит на заработки, а не развитие чего-либо (я о том что развивают не те области). Сейчас скорее будут делать более тонкие и вместительные АКБ нежели стаскивать всех с иглы смартфонов.
Zara6502
10.06.2024 09:11+5В Европе граждане массово скупают DIY-комплекты солнечных батарей для оформления балконов.
Потому что сначала закопали атомную энергетику, возобновляемая не взлетела, а с углеводородами войнушка. На данный момент например в РФ никакой комплект солнечных батарей абсолютно нерентабелен. Хотя например в США в Техасе это вполне работает.
Например ультра-дешевые панели даже мобилку зарядить не могут, но да, недороги. А то что может зарядить мобилку не окупается от слова совсем, проще утром в метро на пол часа задержаться на бесплатной зарядке.
Grey83
10.06.2024 09:11+1Ну так чтобы нормально зарядить смарт нужна солнечная батарея сопоставимая по цене с бюджетным смартом (и ещё не факт, что её мощности будет достаточно для быстрой зарядки 18+Вт).
DaneSoul
10.06.2024 09:11Так солнечные батареи же не напрямую смарт заряжать должны, а заряжать промежуточный аккумулятор, который потом выдаст нужную мощность на смарт, ноут или что-то другое.
Ставить солнечные панели без аккумулятора для накопления - смысла мало.
Grey83
10.06.2024 09:11Это сильно зависит от мощности солнечной батареи и солнечного освещения.
Так-то у батареи может быть выходная мощность достаточная чтобы и ноут заряжать.
А может только светодиодиком посветить и заряжать промежуточный акк придётся до морковкиного заговенья.victor-homyakov
10.06.2024 09:11(оффтопик) Вспомнил старую шутку: прибор ночного видения на солнечных батарейках :)
NikaLapka
10.06.2024 09:11+2Возьмите какую-нить страну "третьего мира", там солнечные панели на балконе - это не способ сэкономить, а чтобы вообще было электричество, которого часто нет. Это так же актуально и у нас в каком-нить провинциальном СНТ, где вроде бы и есть электричество, но по факту чаще его нет.
Dr_Faksov
10.06.2024 09:11+1возобновляемая не взлетела
Где-то считали, что возобновляемые становится рентабельной при цене за газ от $500.
vvzvlad
10.06.2024 09:11На данный момент например в РФ никакой комплект солнечных батарей абсолютно нерентабелен.
Что значит “нерентабелен”? Попробуйте посреди поля в краснодарском края камеру запитать, например.
Zara6502
10.06.2024 09:11не путайте контексты, речь об установке панелей для экономии на цене за ЭЭ. Или вы думаете что в Европе массово скупают панели НА БАЛКОНЫ потому что ЭЭ нет в принципе?
ImagineTables
10.06.2024 09:11+1Не знаю, зачем я это считал, но…
pW:=8.64/(3600*24) | 0.0001 pMaxW:=15 | 15 count:=pMaxW/pW | 150000 vM3:=(15e-3*15e-3*3e-3)*count | 0.10125«Вечный» повер-банк на 15 Вт, который сможет быстро заряжать смартфоны (по одному зараз), займёт всего-то 100 литров (половину стиральной машины).
А если просто выдавать среднюю мощность, потребляемую телефоном, в 2 Вт (нужны, наверно, какие-то сглаживатели скачков)…
pMaxW:=2 | 2 count:=pMaxW/pW | 20000 vM3:=(15e-3*15e-3*3e-3)*count | 0.0135 vM3/(.34*.20*.20) | 0.992647058823529Хватит коробки из-под обуви 20 см * 20 см * 34 см.
Grey83
10.06.2024 09:11«Вечный» повер-банк на 15 Вт, который сможет быстро заряжать смартфоны (по одному зараз), займёт всего-то 100 литров (половину стиральной машины).
Это в случае если собирать строго из блоков по 0.1мВт (ага, это те самые "0.0001" в рассчёте).
Никто же не делает аккумуляторные батареи для электротранспорта (легковушки и грузовики с электоавтобусами) на основе аккумуляторов для TWS-наушников.Кстати по ссылкам в статье можно и почитать на счёт размеров преобразователей:
Длина и ширина алмазно-полупроводникового преобразователя составляют от 3 до 20 мм, а толщина – 10 мкм.
Т.е. 1 слой преобразователя толще слоя никеля в 5 раз.
Хотя ещё гугля вот такое напереводила:Для этого группа ученых «Бетавольта» разработала уникальный монокристаллический алмазный полупроводник толщиной всего 10 микрон, поместив лист никеля- 63 толщиной 2 микрона между двумя алмазными полупроводниковыми преобразователями.
Так что 10микрон - это может толщина одного бутерброда из никеля и двух пластин алмаза.
Ещё по ссылке в статье можно прочитать вот это:
«Бетавольт» также поддерживает контакты с профессиональными институтами ядерных исследований и университетами Китая и планирует продолжить исследования по использованию таких изотопов, как стронций-90 , прометий-147 и дейтерий, для разработки атомных батарей большей мощности и со сроком службы от 2 до 30 лет .
ImagineTables
10.06.2024 09:11Я просто прочитал каменты из предыдущей новости, где утверждалось, что если воспользоваться именно этими элементами (15x15x3 мм), потребуется КАМАЗ, чтобы возить питание для одного телефона. Решил перепроверить.
А так-то, конечно, наверняка потенциал миниатюризации даже в рамках этой технологии не выбран до конца.
Grey83
10.06.2024 09:11так-то да, половина ванной/бочки всяко меньше камаза (порядка так на полтора).
fivlabor
10.06.2024 09:11Ещё и про вес не забудьте - даже "коробка из под обуви" будет больше сотни кг весить. Такой вот "переносной" повер-банк.
DGN
10.06.2024 09:11Конечно, никаких мобильников и автомобилей... Вопрос скорее в нейрочипах, кардиостимуляторах и прочем сложноизвлекаемом и требующем высокую надежность.
Inan_Morgan_Sebynu
Самый важный вопрос - это экологичность, и вред для здоровья таких источников питания. В истории полно примеров, когда необдуманное использование новых технологий - приводило к человеческим жертвам
Grey83
Кстати, давно используют тритий в часах/брелоках для подсветки. Он тоже является источником бета-излучения, которое и заставляет светиться люминофор.
Ну а энергия излучения такая, что её остановят даже несколько сантиметров воздуха, не говоря уж о более плотных веществах.
baldr
До тех пор, пока не попадёт в организм. Тогда останавливать излучение будут клетки, а вот это уже и опасно.
Snark-s
Там в тексте сказано, что за пределы корпуса излучение не выходит
baldr
Ну так и я тоже утверждаю, что даже обычные батарейки в корпусе безопасны. Только корпус может повредиться, протечь, сгореть и т.п.
krutoySom
От детей тогда стоит держать подальше такие батарейки
POPSuL
Точно так же, как и обычные батарейки. А еще таблетки, спички, и много чего ещё.
victor-homyakov
И ещё средства для очистки труб в ярких бутылках с красивыми картинками.
Хотя некоторые производители уже делают на бутылках чистящих средств и баночках с таблетками специальные крышки, которые маленький ребёнок не может открыть.
Nikita_64
Согласен, но думаю, что массовости не будет. Цитируя @Grey83, написавшего выше
Экономическая и энергетическая эффективность этого в больших масштабах сомнительна.
MaNaXname
ну хоть в коментариях есть мыслящие люди, а не толпа бегающая за ИИ как за блокчейном, а перед этим за 3Д теликами, а еще раньше еще за чем нибудь и каждый раз распиаривать тему ради чъейто выгоды.
Во первых - это не батарейка а генератор. она вырабатывает бэта излучение которое тормозиться и преобразуется в тепло которое
снимается пьезо(простите, ошибся, уже забыл что работает по ринципу выбивания электронов у полупроводниковой решетки).А это уже потолок для выработки электричества. Ну можно, но тут надо увеличивать толщину ПП и усиливать излучение источника. но все равно есть пределы.Во вторых. Даже по моим легким посчетам чтобы запитать телефон нужно в 10000 увеличить размер батарейки. Но этот момент хоть упомянули в статье.
Ну и в третьих - выработка 63 никеля не такая чудесная как у того же лития. По суди надо ковыряться в отходах ядерного реактора и пытаться насобирать нужный никель. Это тоже упоминается в статье под витиеватым - нужно "повысить чистоту получаемого никеля"
Так что чуда не будет. расходимся. А так то первые никелевые генераторы или его аналоги уже давно использууются на апаратак летающих в космосе. Там ренгеном больше ренгеном меньше - уже пофигу
Grey83
Ну я уже цитировал оригинальный источник немного ранее:
Так что на одном только никеле-63 свет клином не сошёлся.
nixtonixto
Стоимость 63Ni - порядка $4000 за грамм.
Nergal2004
Бензиновые двигатели видимо верх экологичности.....
MaNaXname
современные евро 6 - да. от торможения колодки и резина больше наносит вред экологии чем работающий двигатель. Но бабки на двс не поднимишь, а вот на электричку ставь цену какую хочешь. И вон последние новости показываю что рынок электричек насытился и склады что фольца что тэслы забиты под завязку. Потому что кому удобна электричка ее уже купили а остальным - она не удобна.
Кстати - а вы в курсе как и кто добывает кобальт для батареек? а как добывается литий в Чили и причем тут засуха? А то что в мире ~ 70% энергии это сжигание нефти или угля? что меньше коптит авто с катализатором или просто труба ТЭЦ?