Visgi Rusijos mokslininkai informuoja, kad sukūrė naują branduolinę bateriją, pagamintą iš radioaktyviojo nikelio-63, kuri pasižymi gerokai didesniu energijos kiekiu nei įprastos ir šiuo metu rinkoje esančios baterijos.
Kai kurios branduolinės baterijos veikia „beta-galvaniniu“ (angl. Betavoltaic) procesu. Įrenginyje esantis radioaktyvusis šaltinis skyla ir išmeta beta daleles (elektronus ir pozitronus), o kai sąveikauja su puslaidininko sluoksniu, sukuria elektros srovę. Nors tokios baterijos gali tiekti energiją labai ilgą laiką, jų mažos galios tankis reiškia, kad energija yra išlaisvinama lėtai.
Tokie branduolinės energijos šaltiniai puikiai tinka tiems prietaisams, kuriems ilgą laiką reikia nedidelio energijos kiekio ir ten, kur baterijas yra itin sunku pakeisti, pavyzdžiui: erdvėlaiviuose ir implantuojamuose prietaisuose. Žinoma, skamba gana egzotiškai, bet per pastaruosius keletą metų jau buvo bandoma sukurti panašias branduolines baterijas.
Anksčiau buvo bandoma kurti ir stronciu pagrįstą branduolinę bateriją, kuri skeldama vandens molekules gamintų energiją. Vėliau atsirado ir „NanoTritium“ baterija, kuri veikia 20 metų.
Naujas baterijos dizainas, kurį sukūrė tyrėjai iš Maskvos fizikos ir technologijų instituto (MIPT), Nacionalinio mokslų ir technologijų universiteto (MISIS) ir Superkietų ir neįprastų anglies medžiagų technologijų instituto (TISNCM), naudoja radioaktyvųjį nikelio-63 izotopą, kurio pusinio skilimo periodas yra 100 metų. Šios baterijos struktūra pagerina baterijos energijos tankio rodiklius.
Mokslininkai nustatė, kad nikelio-63 sluoksniai būtų efektyviausi, jei siektų 2 mikronus ir jei būtų sandariai patalpinti tarp deimantinių diodų, kurių storis būtų 10 mikronų. Komanda nustatė, kad prototipinėje branduolinėje baterijoje, kurioje buvo 200 tokių deimantinių energijos keitiklių, galia siekė apie 1 mikroW (μW). Jos galio tankis buvo 10 μW/cm3, o tai reiškia, kad ji galėtų ilgą laiką teikti energiją šiuolaikiniam širdies stimuliatoriui.
Viename grame naujosios baterijos yra apie 3300 milivatvalandžių energijos. Pasak tyrėjų, tai yra apie 10 kartų daugiau nei įprastose elektrocheminėse baterijose. Jie taip pat sako, kad sukūrė efektyvesnį metodą, kuriuo galima pagaminti pluoštinį deimantinį sluoksnį ir turėti kuo mažesnius nuostolius.
Nikelio-63 baterijų masinė gamyba gali būti sudėtingas uždavinys, tačiau komanda teigia, kad per ateinantį dešimtmetį ši baterijos medžiaga gali būti pilnai išvystyta iki pramoninės gamybos.
Tyrėjų komanda ir toliau planuoja tobulinti branduolinės baterijos dizainą bei jos struktūrą ir jau numatė keletą būdų kaip dar labiau padidinti baterijos energijos tankį. Tai apima nikelio-63 savybių pagerinimą, deimantinių keitiklių struktūros keitimą ir didesnį jų paviršiaus plotą.
Šio tyrimo rezultatai buvo paskelbti moksliniame žurnale „Diamond and Related Materials“.
