Visgi, Rusijos mokslininkai informuoja apie tai, 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 vadinamuoju „beta-galvaniniu“ (angl. betavoltaic) procesu. Įrenginyje esantis radioaktyvus šaltinis skyla ir išmeta beta daleles (elektronus ir pozitronus), o kai jie sąveikauja su puslaidininkio sluoksniu, sukuriama elektros srovė. Nors tokios baterijos gali tiekti energiją labai ilgą laiką, jų mažas galios tankis reiškia, kad energija yra išlaisvinama lėtai.
Tokie branduolinės energijos šaltiniai tinka ten, kur per ilgą laiką reikia suteikti palyginti mažą energijos kiekį ir baterijas yra ypatingai sunku pakeisti kitomis, pavyzdžiui, erdvėlaiviuose ar implantuojamuose įrenginiuose, tokiuose, kaip širdies ritmo vedliai. Nors tai skamba gana egzotiškai, bet per pastaruosius keletą metų jau buvo bandoma sukurti tokias branduolines baterijas. Anksčiau buvo bandoma sukurti stroncio pagrindo branduolinę bateriją, kuri skeldama vandens molekules gamintų elektrą, o vėliau pagaminta ir „NanoTritium“ baterija su 20 metų veikimo trukme.
Naujasis baterijos dizainas, sukurtas tyrėjų iš Maskvos fizikos ir technologijų instituto (MIPT), Nacionalinio mokslų ir technologijų universiteto (MISIS) bei Superkietų ir neįprastų anglies medžiagų technologijų instituto (TISNCM), naudoja radioaktyvųjį nikelio-63 izotopą, kurio pusinio skilimo periodas yra 100 metų. Tyrėjų komanda sukūrė tokią baterijos struktūrą, kuri pagerina baterijos energijos tankio rodiklius.
Mokslininkai nustatė, kad nikelio-63 sluoksniai būtų efektyviausi, kai jų storis tesiektų 2 mikronus ir jei šie radioaktyvūs šaltiniai būtų sandariai patalpinti tarp deimantinių diodų, kurių storis siektų 10 mikronų. Komanda nustatė, kad prototipinėje branduolinėje baterijoje, kurioje buvo 200 tokių deimantinių energijos keitiklių, galia siekė apie 1 mikrovatą (μW). Jos galios tankis buvo 10 μW/cm³, o tai reiškia, kad ji galėtų patenkinti šiuolaikinio širdies stimuliatoriaus energijos poreikius.
Nikelio-63 branduolinė baterija pasižymi apie 3300 milivatvalandžių galia viename grame, o tai pasak tyrėjų reiškia, kad tai yra 10 kartų didesnė galia nei įprastų elektrocheminių baterijų. Tyrėjai taip pat teigia, kad sukūrė efektyvesnį metodą, kaip gaminti 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 komponentų gamyba gali būti pilnai išvystyta iki pramoninio lygio.
Tyrėjų komanda ir toliau planuoja tobulinti branduolinės baterijos dizainą bei jos struktūrą ir jau numatė keletą būdų kaip dar labiau padidinti baterijos energijos tankį. Tam reikia nikelio-63 savybių pagerinimo, deimantinių keitiklių struktūros keitimo ir didesnio jų paviršiaus ploto.
Šio tyrimo rezultatai buvo paskelbti moksliniame žurnale „Diamond and Related Materials“.
