باتری اتمی جدید چین میتواند بدون نیاز به شارژ، هزاران سال انرژی تولید کند
به گزارش خبرگزاری آنا؛ باتریهای هستهای یا رادیوایزوتوپی، انرژی حاصل از فروپاشی طبیعی مواد رادیواکتیو را به جریان برق تبدیل میکنند. برخلاف باتریهای شیمیایی رایج که پس از چند سال نیاز به تعویض یا شارژ دارند، این باتریها به لطف نیمهعمر بسیار طولانی ایزوتوپهای رادیواکتیو میتوانند برای دهها، صدها یا حتی هزاران سال به تولید انرژی ادامه دهند. به همین دلیل سالهاست در مأموریتهای فضایی، تجهیزات پزشکی کاشتنی و حسگرهای مستقر در مناطق دورافتاده مورد استفاده قرار میگیرند. ناسا پیشتر از این فناوری در فضاپیماهای وویاجر و مریخنورد کنجکاوی استفاده کرده و چین نیز آن را در مأموریتهای ماهنورد چانگئه ۳ و ۴ به کار گرفته است، اما پروژه جدید این کشور با هدف کوچکسازی، کاهش هزینه تولید و فراهم کردن زمینه استفاده صنعتی توسعه یافته است.
تبدیل مستقیم ذرات بتا به برق
پژوهشگران چینی نخستین نمونه این باتری را در سال ۲۰۲۴ با نام «ژولونگ-۱» معرفی کردند، اما نسخه جدید تیانشو پیشرفت قابلتوجهی نسبت به آن دارد. با وجود اینکه میزان ماده رادیواکتیو بهکاررفته در این نسل حدود ۲۲ درصد کاهش یافته، توان خروجی باتری ۲.۶ برابر بیشتر شده و ولتاژ و پایداری عملکرد آن نیز حفظ شده است. به گفته «سو مائوگن»، مدیر این پروژه، نسل نخست با محدودیتهایی مانند توان پایین، هزینه بالای تولید و دشواری ساخت انبوه روبهرو بود، اما در نسخه جدید تمرکز بر چهار هدف اصلی یعنی کاهش ابعاد، کاهش هزینه، افزایش توان و تولید کاملاً بومی قرار گرفته است.
یکی از مهمترین تفاوتهای این باتری با نمونههای قدیمی، شیوه تولید برق است. در باتریهای هستهای مرسوم، گرمای ناشی از فروپاشی رادیواکتیو ابتدا تولید و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل میشود؛ روشی که به تجهیزات حجیم و دمای کاری بالا نیاز دارد. اما در باتری تیانشو، ذرات بتای حاصل از فروپاشی کربن-۱۴ مستقیماً به نیمههادی سیلیسیم کاربید برخورد میکنند و بدون مرحله واسطه، جریان الکتریکی تولید میشود. پژوهشگران این سازوکار را مشابه عملکرد پنلهای خورشیدی میدانند؛ با این تفاوت که به جای نور خورشید، از ذرات رادیواکتیو برای تولید برق استفاده میشود.
ابعاد کوچکتر، توان بیشتر
باتری Qianjiyuan Tianshu تنها ۱۶.۸ سانتیمتر مکعب حجم دارد؛ یعنی اندکی بیشتر از یک اینچ مکعب. این باتری با استفاده از ۱۲۹ میلیکوری کربن-۱۴، ولتاژ ۲.۰۶ ولت، جریان پایدار ۰.۷۱۳ میکروآمپر و توان خروجی ۱.۱۳ میکرووات تولید میکند. هرچند حجم آن نسبت به نسل قبل حدود ۱۷ درصد کمتر شده، اما چگالی توان حجمی آن حدود ۱۵ برابر افزایش یافته که پیشرفت چشمگیری در این حوزه محسوب میشود.
پایداری این باتری نیز به دلیل استفاده از ایزوتوپ کربن-۱۴ بسیار قابل توجه است. از آنجا که نیمهعمر این ایزوتوپ حدود ۵۷۳۰ سال است، باتری میتواند برای هزاران سال بدون نیاز به شارژ مجدد یا تعویض، انرژی مورد نیاز تجهیزات کممصرف را تأمین کند. طراحی سهبعدی و ماژولار، سامانه داخلی مدیریت توان و حسگرهای هوشمند نیز امکان استفاده از آن را در حسگرهای اینترنت اشیا، تجهیزات پایش زیرساختها، سامانههای صنعتی و دیگر کاربردهایی که نیازمند منبع انرژی بسیار پایدار هستند، فراهم میکند.
انتهای پیام/