Ta bateria wytrzyma 50 lat bez ładowania. Chiński wynalazek ma jeden problem

Chińska bateria jądrowa Betavolt wchodzi do masowej produkcji. Jeden z jej parametrów wprawia wręcz w osłupienie: 50 lat bez ładowania. Pozostałe nie są już jednak powodem do zachwytu.

Jak działa bateria Betavolt?

Nuklearna bateria Betavolt BV100 to zdaniem producenta pierwsza tego typu masowo produkowana bateria. Urządzenie jest niewielkie, choć precyzyjne wymiary pozostają tajemnicą. Twórcy ograniczyli się jedynie do stwierdzenia, że bateria ma wielkość monety, co ujawnia pewną skalę.

Źródło energii nie wymaga ładowania a deklarowana trwałość 50 lat wynika bezpośrednio z typu materiału radioaktywnego jakiego użyli chińscy inżynierowie, chodzi o izotop niklu-63.

Promieniotwórczy materiał emitując promieniowanie beta powoli (okres półtrwania niklu-63 (Ni-63) wynosi 101,06 ± 1,97 lat) przekształca się w stabilny, niebędący radionuklidem (pierwiastkiem promieniotwórczym) izotop miedzi.

W jaki sposób promieniowanie beta generuje prąd? Cząstki beta wypromieniowywane przez izotop niklu w baterii to elektrony. Trafiają one na półprzewodnikowy materiał, gdzie energia kinetyczna wyemitowanych elektronów jest przekształcana w energię elektryczną.

Zjawisko fizyczne wykorzystane w baterii jest znane od dekad

Bardzo podobne zjawisko zachodzi w każdym panelu fotowoltaicznym, z tą różnicą, że czynnikiem przekształcanym w energię elektryczną w półprzewodnikach paneli solarnych są fotony (światło), a nie wypromieniowywane elektrony (promieniowanie beta). Zjawisko fizyczne, które jest wykorzystywane w baterii Betavolt BV100, jest znane od dekad, nosi nazwę betawoltaiki.

Prace nad bateriami wykorzystującymi betawoltaikę trwają od dawna, oprócz niklu-63, promieniotwórczego izotopu wykorzystanego przez chińską firmę, inne firmy pracują też nad betawoltaicznymi ogniwami wykorzystującymi np. tryt (radioaktywny izotop wodoru), czy promieniotwórczy węgiel-14 (o rozwiązaniu wykorzystującym radioaktywny węgiel przeczytasz tutaj).

Nuklearna bateria w smartfonach? Nieprędko

W internecie znalazło się niestety mnóstwo wprowadzających w błąd materiałów, które sugerują, że oto innowacyjna bateria Betavolt BV100 ma technologię, która wkrótce zasili powszechnie przez nas wykorzystywaną przez nas elektronikę użytkową. Tak się nie stanie, z kilku istotnych powodów… narzucanych przez prawa fizyki.

Przede wszystkim promieniowanie beta ma niską energię. To z kolei oznacza, że mały element, jakim jest opisywana bateria, jest w stanie wygenerować energię elektryczną o małej mocy. Jak małej? Mowa o zaledwie 100 µW (100 mikrowatach, czyli 0,0001 W) przy napięciu 3 V.

Sugestia, by bateriami BV100 zastąpić ogniwa litowo-jonowe w naszych smartfonach to kpina z czytelników i w zasadzie dowód na niewiedzę autora takiej tezy. Na przykład, gdy patrzysz na rozświetlony ekran iPhone’a 15 Pro, smartfon potrzebuje ok. 1 W mocy z wewnętrznej baterii.

Gdy jednak uruchomimy najbardziej wymagające aplikacje – algorytmy AI działające lokalnie, rozbudowane gry z wyrafinowaną grafiką, edycja wideo itp. – pobór mocy może wzrosnąć nawet do kilkunastu watów. Niekiedy jest to nawet więcej. Bateria musi być w stanie taką moc dostarczyć.

Tymczasem żeby zapewnić smartfonowi choćby ten 1 W mocy na patrzenie w ekran, trzeba byłoby użyć 10 000 nuklearnych baterii BV100, a w przypadku szczytowego zapotrzebowania, kilkanaście razy więcej. To pokazuje absurd takiego scenariusza.

Ograniczona użyteczność

To oczywiście nie oznacza, że bateria jest nieużyteczna. Gdyby tak było, nie uruchomiono by masowej produkcji. Jest mnóstwo urządzeń (w sensorach przemysłowych, mikrorobotyce, medycynie) gdzie zapotrzebowanie na energię jest znikome, ale wymagana jest długa żywotność źródła prądu.

Do takich zastosowań bateria BV100 pasuje znacznie bardziej. Nie bez znaczenia jest też fakt, że może ona pracować w ekstremalnych warunkach temperaturowych (od -60 do 120°C).

Betavolt nie jest jedyną firmą pracującą nad bateriami jądrowymi. W USA firma City Labs, wspierana przez National Institutes of Health, rozwija baterie z trytem do urządzeń medycznych, takich jak sztuczne serca. W Wielkiej Brytanii podobne projekty prowadzą zaś Kronos Advanced Technologies, Yasheng Group i Arkenlight. Ciekawe są pomysły tej ostatniej firmy, która rozwija technologię betawoltaiczną wykorzystującą odpady promieniotwórcze.

Pierwsza w historii masowa produkcja betawoltaicznych źródeł prądu to fakt warty odnotowania, ale nie zmienia to tego, że jest to produkcja gospodarująca niewielką niszę, a nie szerokie potrzeby. Jeżeli faktycznie potrzebujesz więcej energii do swojego smartfona, to zamiast betawoltaiki lepiej spojrzeć na nasz materiał radzący jaki powerbank kupić?

Źródło: Betavolt, zdjęcie otwierające: Betavolt / materiały prasowe

Część odnośników to linki afiliacyjne lub linki do ofert naszych partnerów. Po kliknięciu możesz zapoznać się z ceną i dostępnością wybranego przez nas produktu – nie ponosisz żadnych kosztów, a jednocześnie wspierasz niezależność zespołu redakcyjnego.

Artykuł Ta bateria wytrzyma 50 lat bez ładowania. Chiński wynalazek ma jeden problem pochodzi z serwisu ANDROID.COM.PL - społeczność entuzjastów technologii.