Роки роботи без підзарядки. 3D-друковані ядерні батареї можуть забезпечити космічні й оборонні місії

Про це пише видання Interesting Engineering.

Компанія переходить від лабораторного зразка до передкомерційного етапу проєкту GenX Betavoltaic Power Generator. Розробку ведуть у співпраці з Університетом Аделаїди. Вартість проєкту становить 1,8 млн доларів.

Читайте также: Визначено країну Європи, де IT-фахівцям пропонують найбільші зарплати

Як пояснив керівний директор Центру кооперативних досліджень з адитивного виробництва Саймон Марріотт, цей проєкт показує, як результати наукових досліджень можна підготувати до масового виробництва. За його словами, підтримка переходу від прототипу до виробництва допомагає швидше виводити нові технології на ринок і зменшувати ризики.

У середовищах, де немає сонячного світла і доступу людини, стандартні батареї з часом перестають працювати. Це обмежує тривалість місій безпілотників, сенсорів або апаратів, які неможливо регулярно обслуговувати чи заряджати.

Розробники називають GenX ядерною батареєю нового покоління. На відміну від традиційних ядерних генераторів, які використовують тепло від розпаду плутонію і мають великі розміри, GenX працює за принципом бетавольтаїки. Така технологія безпосередньо перетворює випромінювання у електроенергію.

Генеральний менеджер entX з питань космосу та оборони Скотт Едвардс зазначив, що переосмислення бетавольтаїчних елементів у вигляді надтонких 3D-друкованих пристроїв дозволило досягти щільності потужності, яка раніше була недосяжною, і відкрило можливості для нових типів місій.

Технологія поєднує 3D-друк із точним нанесенням тонких плівок. У процесі формуються надтонкі шари металів і напівпровідників, які складаються у складні структури. За словами розробників, це дозволяє створювати компактні та міцні джерела енергії з високими показниками потужності.

Читайте также: Легка адаптація до різних завдань. Ізраїльська компанія показала оновлення логістичного робота, який навчається у людей

Професор Дрю Еванс з Університету Аделаїди, який брав участь у створенні прототипу, наголосив, що йдеться не про незначне вдосконалення, а про суттєвий технологічний крок уперед. Він пояснив, що поєднання нових методів нанесення напівпровідників, адитивного виробництва та обробки поверхонь дало змогу отримати параметри, недоступні для традиційних підходів.

Протягом наступних 14 місяців entX та Університет Аделаїди планують масштабувати лабораторний зразок до повноцінної виробничої лінії. Для безпечного використання ядерної батареї команда створює спеціальні радіаційні екрани за допомогою 3D-друку. Такі захисні оболонки дозволять встановлювати батареї на супутниках, підводних апаратах та інших системах.

У разі успішної реалізації проєкту Австралія планує представити перший у світі демонстраційний зразок потужної бетавольтаїчної батареї. За словами професора Еванса, це відкриє нові можливості для космічних, оборонних і віддалених систем та зміцнить власні технологічні спроможності країни.

В оборонній сфері такі батареї можуть живити приховані сенсори, які роками залишатимуться під землею і передаватимуть дані без шумних генераторів. У космосі це дає змогу апаратам працювати під час тривалих періодів темряви, наприклад під час двотижневої місячної ночі, коли сонячні панелі неефективні.