Ученые НИТУ «МИСиС» представили инновационный автономный источник питания — компактную атомную батарейку, которая может работать до 20 лет. За счет оригинальной 3D-структуры бетавольтаического элемента ее размеры уменьшились втрое, удельная мощность повысилась в 10 раз, а себестоимость — снизилась на 50%. Результаты опубликованы в международном научном журнале Applied Radiation and Isotopes.
В конструкции устройства используется оригинальная, запатентованная микроканальная 3D-структура никелевого бетавольтаического элемента. Ее особенность в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон так называемого планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи. Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока.
«Выходные электрические параметры предложенной конструкции составили: ток короткого замыкания IКЗ — 230 нА/см2 (в обычной планарной — 24 нА), итоговая мощность — 31нВт/см2, (в планарной — 3нВт). Конструкция позволяет на порядок повысить эффективность преобразования энергии, выделяющейся при распаде β-источника, в электроэнергию, что в перспективе снизит себестоимость источника примерно на 50% за счет рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа, — рассказал один из разработчиков Сергей Леготин, доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС».
При этом разработка позволит на порядок увеличить удельную мощность, за счет чего в три раза снизятся массогабаритные показатели элементов питания батарей на их основе с сохранением требуемого уровня выходной мощности.
Батарейка может быть применена в нескольких функциональных режимах: в качестве аварийного источника питания и датчика температуры в устройствах, используемых при экстремальных температурах и в труднодоступных (или совсем не доступных) местах: в космосе, под водой, в высокогорных районах.
В настоящий момент разработчики завершают процедуру международного патентования изобретения, а само устройство уже признано зарубежными экспертами. В частности, в обзоре международного агентства маркетинговых исследований Research and Markets НИТУ «МИСиС» назван одним из ключевых участников мирового рынка бетавольтаических батарей. Университет вошел в один ряд с такими компаниями, как City Labs, BetaBatt, Qynergy Corp и Widetronix.
В обзоре указано, что разработка ученых НИТУ «МИСиС» — батарейка на основе бетавольтаических элементов (БВЭ) — имеет большой потенциал, так как потребности в надежных элементах питания с длительным сроком службы растут во всех отраслях промышленности. С учетом уникальных характеристик — небольшого размера и безопасности — разработка НИТУ «МИСиС», сможет занять существенную долю рынка источников питания.
Комментарии
Если схема работает, то в чем проблема? Купить на рынке магнитиков, собрать систему и получать мощность.
Насобирать на несколько кВт и уже можно дома за эл.энергию не платить, а сэкономленные деньги собирать и делать все больше установок.
Дальше еще проще -- сделать вид, что поставил солнечную панель, благодаря которой и вырабатывается ток, но на самом деле панелька нарисованная, а ток идет от той "секретной" установки. И продавать в сеть, получая деньги и строя свою маленькую электространцию.
И получаем два варианта -- либо распространители подобных схем лентяи и не удосужились создать хотя бы одну работающую систему, либо сама схема не работает.
Благодаря "зеленым" куда проще стало косить под солнечную панельку и продавать электроэнергию в сеть.
Ну дык я (был помоложе) и сделал.
30Вт уверенно выдавало.
Планы были другие, заметно масштабнее.
Однако, при первом же столкновении с реальным положением дел, тему я пропихивать вовремя прекратил. Потому, как черевато.
Уважаемый, а монополя для схемы где брали?
Там нет монополей, обычные магниты. По центру вращения сателлитов - не обязательно, его влияние заметно, но не существенно.
Дабы убедиться, что работает - посчитайте силы через каждые (я так сначала и сделал, в calc-е) 5º. Сразу видна и работоспособность и теор. мощность.
Что посчитать? Прибыль от продажи монополей? Я стока нулей не знаю как называется, а в первоисточнике срого Нэ и Сэ, диполей нет. Если же это вид свэрху, то надо учитывать затраты на прокорм негры, который ручку крутит снизу, тут уже
абаккуркулятор нужен, да.Да, это вид сверху.
Посчитайте силы, размеры магнитов там в масштабе.
Ну, я понял, что про расчёт Вам не нужно рассказывать, Вам не это интересно. 
У ВладиславаЛ, он как раз этим пробавлялся
Маловато. Было бы 30 кВт -- можно было бы спокойно встраиваться в существующие системы.
Самое элементарное и самое дешевое -- на какой-нибудь небольшой кочегарке от такого источника отапливать дома, принимая платежи под видом "это на газ/уголь". Причем с углем даже можно создавать реальную отчетность -- вот уголь, вот тепло. Только уголь не сжигать, а на сторону толкать. Профит. Если заморочиться, то поставить велосипед+динамомашину и делать вид, что честно крутил педали, чтобы продать часть угля. Тепло есть, все довольны.
Чуть позже можно расширить зону действия. Сделать автономный генератор метана из углекислого газа и воды, энергия из вашего источника.
а зачем пропихивать? Делаете молча! Собираете установки, запускаете, энергию продаете под любым соусом, хоть под видом сжигания топлива. Не обязательно напрямую электроэнергию, можно как тепло, опреснение воды, в качестве двигателя на транспорте (авто, жд, корабли).
С автомобилями вообще все становится элементарно. Стать таксистом, все официально, в том числе "тратиться" на бензин или на газ. И вы получаете двойной профит, кроме "таксисткого дохода" получаете еще и за счет экономии на бензине. Далее расширяете автопарк, нанимаете людей и имеете все больше профита.
Главное, просчитать где выгоднее -- возить пассажиров или все же грузы. Например, экономия на дизеле для грузовиков вполне может быть существенной.
По отчетности показывать, что вы обычный такой предприниматель, у которого вполне обычные источники энергии.
Можно даже тепличку открыть где-нибудь в Сибири, тратя энергию на освещение и отопление и вообще никак не показывая в отчетности, но выращивая вполне себе дорогие продукты питания, хоть клубнику, там цены 150-300 руб/кг. И тут вообще никто никто не подкопается на небольших объемах, ибо всегда можно делать удивленное лицо и говорить "я ж на балконе выращиваю". Это для 10кг ежедневно еще не так заметно. А вот для нескольких тонн можно и заморочиться.
Мало того, даже без всяких альтернативных технологий полно направлений в с/х, где можно вполне развиться и получать неплохой доход -- рыбоводство, выращивание дорогих продуктов и т.д.
Господа, я может вам выскажу банальность - но ХАЛЯВЫ НЕТ.
Не ищите вечный двигатель. Добыча энергии требует труда и усилий, это было есть и будет.
На мой взгляд - будущее энергетики - это ядерная энергия во всех видах включая вышеуказанный, потом - термоядерная. Это требует высокого уровня технологий, обученного, мотивированного и опытного персонала. Плюс капиталовложения - с прицелом на столетия вперёд, а не как щас - шоб окупилось за два года а потом вечно давало чистую прибыль.
Как то так.
Естественно халявы нет. Магнитики через некоторое время просто размагнитятся. Энергия, которая была потрачена на их первоначальное намагничивание - уйдёт в кинетическую и в конечном счёте в тепло. И всё.
Я исхожу из посыла, что альтернативщиков зажимают, не дают развиваться и т.д. Поэтому и предложил такой вариант. А дальше альтернативщики разделятся на 2 лагеря -- нытики и тайные. Нытики продолжать ныть, что их ограничивают, а тайные вполне будут успешно развивать технологии.
Есть множество технологий, которые родились из "гаража" -- домашней лаборатории. Не забываем, что в процессе поиска условного "вечного двигателя" хороший инженер может найти массу вполне интересных решений. Можно поискать те технологии, которые родились в процессе ошибок или вообще чисто случайно.
Главное, чтобы такие искатели не сосали гранты, которые можно пустить на вполне полезные вещи.
Смотрю ютуб-канал Игоря Белецкого, который собирает различные "вечные двигатели". Одно из видео -- как макаронина-спиралька плыла против течения. В конце он пишет: спонсор этого ролика -- моток лески для зимней рыбалки. А в комментария писал: посмотрим, сколько людей купятся, не досмотрев ролик до конца. Коментарии тоже доставляют:
-- осторожнее принимайте душ -- можно лишиться спиралей ДНК!
-- не писяйте на сверла, а то они вот так закрутятся
-- лучше не ставьте набираться кастрюлю с макаронами-спиральками под смеситель, а то макаронины поднимутся и забьют смеситель
и т.д.
Можно продавать комплекты "вечных двигателей" доверчивым хомячкам и с этого получать доходик. Лох не мамонт -- лох не вымрет! Кто сказал, что эти "двигатели" должны работать? Они работают от батареек!
P.S. Из комментариев к видео про макаронину: Почта России так письма и посылки в верх по Енисею отправляет. Главное к макаронине покрепче привязать, а то тяга большая бывает рвёт верёвку.
В России полно мест куда сети тянуть как раз нет экономического смысла, а отвезти батарейку весом в тонну - нет проблем
Если посмотреть на картинку - можно предположить, что даже при столь невысоких показателях мощности сей девайс требует радиатора охлаждения. Иначе какой смысл городить теплоотводящую подложку? Ну и с масштабированием можно и дальше представить сколько бы пришлось отводить тепла.
Ничего себе в вас фантазия, но давайте не будем картинночной аналитикой заниматься. А будем смотреть на суть технологического прорыва. Не то гляди впечатлительные северяне себе захотят такие рукогрейки и не по одной.
Где фантазии? Корпус видите? Не было бы необходимости отводить тепло - просто залили бы пластиком.
А про впечатлительных северян Вы недалеки от реальности. Слышал от сибирского лесника историю, как ушлые местные охотнички уперли с автоматической метеостанции РИТЭГ для обогрева своего зимовья... кончилось для них это плохо.
вы фантазируете о необходимости отводить тепло. Бетавольтанические элементы не выделяют такого количества энергии, чтобы что-то нужно было отводить.
Не так, крадуны решили металлом разжиться. На 400м их хватило.
Это было в Грузии. Кончилось - да, нехорошо.
Не Севере было. Фотка результатов в Сети гуляет.
Неее, в автомобиль пока нафиг. Дезактивация после аварии.... Сколько изотопа? Активность? Начальная энергия электронов и как следствие проникающая способность? Стоимость изотопа? 20 лет без существенной потери мощности - период полураспада около 100 лет.
В никеле 63 мягкое бета излучение - от него слоем пищевой фольги можно защититься. Короче - сооруди шапочку из фольги, носи ее и будешь защищён, и будет тебе счастье)))
А это уже информация из справочника. Искать влом было.
Если такая фигня только окажется у кого в планах, то наши добытчики и продаваны газа-нефти сами вычислят по быстрому "умника" и на бочку с пороховом посадят, что бы "пущай полетает".
А они не конкурируют практически - цены вопроса разные. Даже
есликогда производство этих элементов питания поставят на поток - цена будет гораздо выше чем просто накопать угля/нарубить дров и сжечь.)Наши - это фигня. Они по всему миру народ щимят. Судя по всему, довольно эффективно.
А вот на Ni64 спокойно пропустят потому как это массовым стать не может ввиду отсутствия такого кол-ва компонента.
Вот когда появится смартфон с изотопной батарейкой, тогда и куплю. А пока мне удобнее кнопочный телефон с аккумом на три недели ;)
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
И ссылка на
https://www.researchgate.net/publication/312397203_Development_of_betavoltaic_cell_technology_production_based_on_microchannel_silicon_and_its_electrical_parameters_evaluation
Applied Radiation and Isotopes 121 (2017) расходимся уже даже википедия знает
Ну и кому они что пытаются доказать за бугром? пока весь мир одно большое юридическое поле запада, неважно кто разработает что либо, все будет достоянием запада и присвоено достижениям запада... Зачем они вообще светят через патенты все свои наработки? Нужно строить свое юридическое поле и в нем делать патенты и прочее.. а не на западе.
Основа вышеуказанной фиговины - изотоп никеля 63, а его в мире производить мало кто может. Как бы не извращались копирасты - а за основой батареи придется в Росатом идти.
А Росатом может продать - а может и не продать. Наложить санкции.))
Поддержу, нехрен чертежи выкладывать. пустить в серию и продавать, первую с аукциона (ЦРУ удавится за первый экземпляр. )
Все гоним Никель63 и бетавольтаируем !
Отчего на батарейке нерусскими буквами написано? Разработчики не уважают свою страну и свой язык?
Это не станет толчком к производству электромобилей? Хотя не... Будет не авто а атомная бомба на колесиках... А уж при дтп будет радиоактивное заражение местности
Для дефибрилятора - вполне пригодна.
Трёхвыводная батарейка? Что-то передовое в этом таки есть. Практическое применение нынешних полученных параметров - под большим сомнением, но если дальше пойдёт нормальное развитие технологии - удачи, ребята!
имени Сталина?))) гдето на западе ща подорвет пуканы...)))
Хотелось бы услышать экспертное мнение Владислава. Он вроде разбирается в этой кухне.
На предыдущей странице его уже потеряли
Они стебутся, а мне действительно интересно.
вот бы такую в 4й айфон мне:)))
Удивительный хайп на ровном месте. Все забыли по великих древних. Батарейка на 20лет? Настоящие батарейки работают уже 200 лет и ещё вполне себе работоспособны. Ссылка на оксфордский электрический звонок https://m.habr.com/ru/post/375847/
Годный срач. Ахтунг - пахнет трольчатиной! Автор, нет ли в обсуждении упырей? Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за день.
Заголовок свой откорректируйте, будье так любезны. "Атомным" нынче (лет как 60) принято называть всё, где происходит контролируемый распад ядер с выделением и утилизацией тепла. Бетавольтаика как-то не входит в сий перечень. Негоже рядовому АШевцу уподобляться хайпожорам-журнашлюшкам, зарабатывающим на кликбейтах.
В общем, по параметрам батарейки, от неё можно запитать велокомпьютер лет на 200. "Хорошо, но мало". В смысле, по току.
Толку от этих батареек....
Студенты, эти, вместо того чтобы заниматься ерундой, вполне могли бы сделать настоящее дело. Парк разбить. Улицы убрать. Старушку через улицу перевести.
солнечная батарея генерирует электрический ток, когда фотоны выбивают электроны из кристаллической решетки p-n полупроводника.
Эта батарейка работает точно по такому же принципу, только вместо фотонов используется бета-излучение.
Создание объемной структуры решает задачу увеличения площади полупроводника, поглощающего излучение, и соответствующего увеличения мощности, но все равно всё это упирается в низкий КПД преобразования - на уровне 10-15%. К тому же никель-63 достаточно дорогостоящий, потому что сперва из природного никеля надо выделить никель-62 (а его там около 3,5%), а потом облучить до никеля-93.
Безусловно, где применить эту батарейку, варианты есть, но для силовой электроники пока гораздо выгоднее использовать РИТЕГи.
Но у РИТЕГов КПД очень низкий (на уровне единиц процентов), поэтому для получения значимой мощности делящегося вещества надо много.
Сейчас экспериментируют (иностранцы, конечно же) с пьезоэлектрическими радиоизотопными источниками: там, параллельно к бетавольтаике добавляется пьезоэлектричество, и КПД выше, чем у обычных схем.
Страницы