Китай представил ядерную батарею на 5730 лет для автономных устройств

Ученые из Северо-Западного педагогического университета Китая совместно с компанией Gansu Zhulong Technology создали новое поколение компактных ядерных батарей. Разработка получила название Qianjiyuan Tianshu и основана на радиоактивном изотопе углерод-14.

В отличие от традиционных радиоизотопных генераторов, которые преобразуют тепло в электричество, новая технология напрямую конвертирует энергию бета-излучения в электрический ток. В качестве полупроводника используется карбид кремния (SiC). Принцип работы разработчики сравнивают с солнечной батареей, но вместо фотонов света устройство использует электроны от распада углерода-14.

По сравнению с предыдущей моделью Zhulong-1 (2024 год) новая батарея стала мощнее в 2,6 раза при сохранении размеров. Количество радиоактивного материала удалось сократить примерно на 22%. Элементы получили трехмерную компоновку для более высокой плотности, а также датчики и систему управления с крайне низким энергопотреблением. Впервые применен полностью китайский преобразователь на основе карбида кремния.

Габариты батареи составляют около 16,8 кубического сантиметра. Она обеспечивает напряжение 2,06 В, ток 0,713 мкА и максимальную выходную мощность 1,13 мкВт. Такая мощность слишком мала для питания смартфонов, но идеально подходит для устройств, требующих крайне малого энергопотребления и долгой автономной работы.

Главное преимущество технологии — исключительная долговечность. Период полураспада углерода-14 составляет около 5730 лет, поэтому батарея потенциально способна обеспечивать стабильную работу устройств в течение тысячелетий без обслуживания.

Разработчики видят применение в космических аппаратах, автономных датчиках, научном оборудовании, медицинских имплантах, промышленных системах мониторинга и устройствах для удаленных районов, где замена источников питания невозможна.

Радиоизотопные источники энергии уже используются в космосе — например, NASA применяло их в аппаратах Voyager и марсоходе Curiosity, а Китай — в лунных миссиях Чанъэ-3 и Чанъэ-4. Однако Qianjiyuan Tianshu относится к более компактному классу ядерных батарей, предназначенных для сверхдолгой автономной работы небольшой электроники.