Китайські науковці представили прорив у сфері автономних джерел енергії — ядерну батарею нового покоління, яка здатна працювати щонайменше півстоліття, демонструючи при цьому утричі вищу ефективність у порівнянні з традиційними аналогами. Розробку здійснила команда під керівництвом професора Сяменського університету Хайшена Сана та дослідника Інституту ядерної енергії Китаю Сінь Лі.
Звичайні джерела живлення — від хімічних батарей до сонячних панелей і паливних елементів — мають обмеження, які роблять їх малопридатними для роботи в екстремальних умовах. Вони чутливі до навколишнього середовища, потребують обслуговування та не можуть забезпечити безперервну роботу впродовж десятиліть. Саме ці проблеми стали поштовхом до створення нової технології — стронцій-90 радіо-фотовольтаїчних елементів (RPVC), заснованих на структурі хвилевідної концентрації світла (WLC).
Ключем до прориву стала інтеграція багатошарових сцинтиляційних хвилеводів GAGG:Ce (ітрієво-алюмінієвий гранат з додаванням церію) зі стронцієм-90. Цей кристал є одним із найефективніших у перетворенні радіоактивної енергії у світло з подальшою передачею його до фотогальванічних елементів, які генерують електрику. Завдяки такій схемі вдалося досягти ефективності перетворення 2,96%, що майже втричі перевищує можливості традиційних RPVC.
У ході випробувань одна батарея показала вихідну потужність 48,9 мікроват, а багатомодульна система сягнула 3,17 міліват. При цьому пристрій забезпечив струм короткого замикання 2,23 мА та напругу холостого ходу 2,14 В. Важливо, що навіть після моделювання півстолітнього опромінення зниження оптичних характеристик склало лише 13,8%, що свідчить про виняткову стабільність системи.
Дослідники наголошують, що структура WLC не лише мінімізує втрати енергії, а й дозволяє створити довговічні, надійні та абсолютно безшумні джерела живлення без потреби у зовнішніх джерелах енергії чи обслуговуванні.
Попри те, що масове виробництво подібних батарей наразі стримується вартістю та складністю виготовлення стронцію-90, розробка відкриває нові перспективи для використання у космічних місіях, підводних об’єктах і критично важливій інфраструктурі, де потрібні десятиліття автономної роботи. На думку авторів проєкту, це один із найважливіших кроків у напрямку широкого впровадження ядерних батарей.
