Bateria nucleară va dura ani întregi fără întreținere și va fi capabilă să producă curent electric datorită procesului de descompunere a moleculelor de apă atunci când acestea interacționează cu particule beta și cu alte produse de dezintegrare ale stronțiului -90 radioactiv.
Puterea unei astfel de baterii ar trebui să fie în întregime suficientă pentru alimentarea vehiculelor electrice și chiar a vehiculelor spațiale. Secretul noului produs care combină betavoltaika și o tendință fizică destul de nouă este rezonatorii de plasmă.
Plasmonii au fost folosiți pe scară largă în ultimii ani pentru dezvoltarea unor dispozitive optice specifice, inclusiv celule solare ultra-eficiente, lentile perfect plate și o cerneală specială pentru imprimare cu o rezoluție de mai multe ori mai mare decât sensibilitatea ochilor noștri. Resonatorii de plasmă sunt structuri speciale capabile să absoarbă și să emită energie sub formă de unde luminoase și sub formă de alte forme de radiații electromagnetice.
Astăzi, există deja surse de energie radioizotope care convertesc energia dezintegrării atomilor în energie electrică, dar acest lucru nu se întâmplă direct, ci printr-un lanț de interacțiuni fizice intermediare.
În primul rând, comprimatele cu substanțe radioactive încălzesc corpul recipientului în care sunt amplasate, apoi această căldură este transformată în electricitate prin intermediul unor termocupluri.
În fiecare etapă a conversiei se pierde o cantitate imensă de energie, din care eficiența bateriilor radioizotope nu depășește 7%. Betavoltica nu a fost folosită de mult timp în practică din cauza distrugerii foarte rapide a părților bateriilor de la radiații.
În cele din urmă, oamenii de știință au găsit o modalitate de a converti direct energia eliberată împreună cu produsele de dezintegrare ale atomilor instabili. Sa dovedit că particulele beta (electronii a căror viteză în timpul destrămării atomului este suficient de mare) sunt capabili să descompună moleculele de apă în hidrogen, radicali hidroxilici și alți ioni.
Studiile au arătat că aceste părți de descompunere ale moleculelor de apă pot fi folosite pentru a extrage direct energia absorbită de acestea ca urmare a unei coliziuni cu particule beta.
Pentru ca bateria nucleară de apă să funcționeze, este necesară o structură specială de sute de coloane microscopice de oxid de titan acoperite cu film de platină, asemănătoare în formă cu pieptenele. În dinții și pe suprafața cochiliei de platină există o mulțime de micro-pori prin care produsele de dezintegrare a apei pot pătrunde în dispozitiv. Deci, în procesul bateriei în "pieptene" există o serie de reacții chimice - se descompune și se formează molecule de apă și se formează și captează electroni liberi.
Energia eliberată în timpul tuturor acestor reacții este absorbită de "ace" și este transformată în energie electrică. Datorită plasmonilor care apar pe suprafața coloanelor, care posedă proprietăți fizice speciale, o astfel de baterie nucleară cu apă atinge o eficiență maximă care poate ajunge la 54%, iar acest lucru depășește de aproape zece ori sursele clasice de radioizotop.
Soluția ionică folosită aici este foarte dificil de înghețat, chiar și la temperaturi ambientale suficient de scăzute, ceea ce permite utilizarea bateriilor fabricate cu noua tehnologie pentru a alimenta vehicule electrice și, dacă sunt ambalate corespunzător, în vehicule spațiale în diverse scopuri.
Timpul de înjumătățire al stronțiului-90 radioactiv este de aproximativ 28 de ani, astfel încât bateria nucleară Kwon și Kim va putea funcționa fără pierderi semnificative de energie pentru câteva decenii, cu o reducere a puterii de numai 2% pe an. Astfel de parametri, cred oamenii de știință, deschid o perspectivă clară pentru distribuția pe scară largă a vehiculelor electrice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: