А как же оно тикает?
|
kerosene ( Слушатель ) |
| 19 июл 2023 в 13:08 |
Атомная батарейка. 80 лет без подзарядки
новая дискуссия Дискуссия 1.243
Российские учёные создали прототип батарейки на изотопе плутония. Устройство может безопасно, автономно и без подзарядки давать электроэнергию десятки лет.
ОТВЕТЫ (22)
|
|
kerosene ( Слушатель ) |
| 19 июл 2023 в 13:17 |
Цитата: kerosene от 19.07.2023 13:08:45
В отличие от РИТЭГов, эта атомная батарейка работает по несколько иному принципу - специальное покрытие из наночастиц переводит тепловое излучение в более коротковолновое, которое попадая на фотоэлементы дает электроэнергию. В отличие от РИТЭГов, данная батарея имеет КПД 15%, причем ученые говорят, что это далеко не предел и можно довести его до 40%. А это уже настоящий научный прорыв!
|
|
kerosene ( Слушатель ) |
| 19 июл 2023 в 13:38 |
Цитата: psv от 19.07.2023 13:32:11
Там нет люминофора (я имею в виду в том смысле, как покрытие экранов старых ТВ с ЭЛТ). Нанопокрытие с одной стороны поглощает частицы распада и излучает с другой коротковолновые волны близкие к видимому спектру.
|
|
OlegNZH-2 ( Слушатель ) |
| 19 июл 2023 в 13:42 |
Цитата: kerosene от 19.07.2023 13:17:37
Уже интересно . Каким это образом длинноволновое (пусть будет тепловое) будет переводиться в более коротковолновое . Действительно "прорыв" . Хотя да ....это-же "нано" .... Чубайс торжествует .
|
|
OlegNZH-2 ( Слушатель ) |
| 19 июл 2023 в 18:08 |
Цитата: Luddit от 19.07.2023 15:20:37
В этом случае - никто и не может поспорить .... "аш ню" даже согласны ... Перенос спектра в более удобный диапазон ... А вот про двухфотонное преобразование ...хммм , интересно , ...но как-то сомнительно , что именно этот случай имелся ввиду ...Хотя ... .
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 00:27 |
Цитата: OlegNZH-2 от 19.07.2023 18:08:39
двух ли фотоннноее преобразование ли только... не постеснялся посчитал итак тепмература 1500 K, пусть промежуточный свет с энергией 1эВ (ближний ИК), у еня получилось в спектре 1,5% фотонов имеют энергию выше 1 эв, если двух фотонный процесс 21% имею энергию выше 0,5 эв - но для каждого нового фотона вынь да положь сножитпель 1/137 в сечение захвата... посему крайне сомневаюсб в радужных 15%, иапотом и 40%... Да и еще вопрос а что там будет с диффузией в процессе эксплуатации если образец находится при температуре 1500K (чугун ужо плавится при этой температуре)
|
Cermit ( Слушатель ) |
| 19 июл 2023 в 15:23 |
Цитата: OlegNZH-2 от 19.07.2023 13:42:32
Скорее всего через двухфотонное преобразование. Над этим давно уже работают. Например:
https://www.cnews.ru/news/top/chistaya_energiya_dvuhfotonnyj_proryv
Да и изнасилование журналистов никто не отменял.
|
adolfus ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 00:01 |
Цитата: OlegNZH-2 от 19.07.2023 13:42:32
Длинноволновое в более коротковолновое таки может переводится, но за счет работы, получаемой при преобразовании длинноволнового в еще более длинноволновое, соответственно, с порождением энтропии. Работа – это такая штука, которая запросто превращает ИК в УФ, а то и тогшо круче. Вопрос в том, какую часть энерги ИК удастся перевести в УФ. Собственно, если у вас есть резервуар, куда вы можете сливать энтропию при температуре своего тела, то никаких проблем из ИК получить УФ нету.
|
ivan2 ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 00:07 |
Цитата: adolfus от 20.07.2023 00:01:01
Главное непонятен механизм перевода длинных низкоэнергетичных квантов в короткие, более энергетичные.
Нано? Это конечно всё объясняет, но как?
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 00:43 |
Цитата: ivan2 от 20.07.2023 00:07:20
чо там непонятного берем источник теплового равновесного излучения со средней энергией 0,2-0,3 эв, и какой нибудь промежуточный атомарный осцилятор с квадраттичной ямой (накопитель) , расстоянием между уровнями скажем 0,5 эВ,и резонансный погоптитель (например полупроводник) с энергией 1 эВ... В тепловом спектре всегда содержатся в каком-то количестве фотоны с энергией 0,5 - они поглащаются в накопителе. Сначала один потом второй, и так далее .. современем возникнет равновесноесостояния этого осцилятора , и он будет пзлучать в сторону приемника излучение 1эв... ЭЖто не противоречит второму закону термодинамики...Как верно заметил адольфус окромя поглотителя еще нуден рефрижератор (дабы тепло от радиоактивного источника отводить), вот за счет этого отвода и осуществлется необходимая работа для перобразования
ЗЫ
Вас ведь не смущает что если подключить лазер к дизельгератору то на промедуиточном этапе ну в досаточной степени равновесная среда с теппературой кака раз 1500 К, а на выходе пучок коггерентного лазерного света (красныйф ил зеленый)... а впромежутке куча хитрых преобразователей с накопителями
|
|
OlegNZH-2 ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 10:35 |
Цитата: ivan2 от 20.07.2023 00:07:20
Оказывается - вот "откуда ноги растут" ... (никто не угадал принцип . ).
.https://habr.com/ru/news/714194/
Но там на 63Ni. ... Но Группа та-же .. Петра Борисюка . ЛаПлаз НИЯУ МИФИ.
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 13:34 |
Цитата: OlegNZH-2 от 20.07.2023 10:35:30
Да там сначала говорили про фотоальтический преобразователь ИК излучения.
У батарейки 63Ni используется непосредственное преобразование низко-энергетического бета-излучения в электричество.
Они вроде не первые пилят эту схему. Где то на этой ветке или на ядерной обсуждали это чудо.
|
|
OlegNZH-2 ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 14:00 |
Цитата: ДядяВася от 20.07.2023 13:34:29
Не ... Там фишка в том , что к бета термовольтаике дополнительно подключили ещё и фотопреобразование , на "наноструктурах" .
"В результате был создан прототип автономного радиоизотопного источника питания средней мощности (от 1 мВт до 100 Вт) на основе узкозонных полупроводниковых термофотовольтаических материалов с КПД преобразования теплового излучения (ближнего ИК-диапазона) не ниже 15%, что более чем в два раза превосходит КПД преобразования радиоизотопных источников питания, выполненных по технологии радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ)...".
Выделенное спорно . Скорее всего речь идёт не про чисто КПД преобразования излучения , а о сумме - бета термовольтаика + дополняют фотопреобразованием .(Исходя из того , что сравнивается тёплое с мягким ...."КПД преобразования теплового излучения... в два раза превосходит КПД РИТЭГ" ... Что к чему?)
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 22:12 |
Цитата: OlegNZH-2 от 20.07.2023 14:00:05
Фишки там одна, и это фотопреобразование на "наноструктурах. Термовольтаике там нет, т.к. это подразумевает наличие термопар а здесь только фотоэлементы.
Нашёл ещё одно видео этого же автора на эту же тему -
Это видео двухлетней давности, до нано-кластерного покрытия они ещё не дошли. Здесь они используют особые фотоэлементы с широкой полосой поглощения в ИК спектре.
В начале ролика он говорит про Ni-63 и какое они покрытие могут делают формирование нанокластерных плёнок никеля-63 с градиентным распределением наночастиц по размерам. И поёт песню если такие батарейки сделать, то куда это можно применить.
Одна песня заканчивается, и начинается другая уже про фотоэлементы:
Никакого Ni-63, только альфа-изотопы.
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 13:16 |
Цитата: ivan2 от 20.07.2023 00:07:20
См. антистоксовые люминофоры. Производят в промышленных масштабах. Применяют, например для визуализации ИК-излучения лазеров. Что то бодяжат для использования ИК-излучения Солнца в солнечных батареях, для преобразования ИК светодиодов в видимый свет.
Правда спектр излучения для преобразования очень нехороший.
См. график - Плотность энергии для АЧТ с температурой 1500 оС (1763 К)
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 00:32 |
Цитата: adolfus от 20.07.2023 00:01:01
окружающая среда такой резервуар, его температура 300 К. так що принципиально это возможно, только вот сильно в эффективность заявленную сомневаюсь
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 19 июл 2023 в 19:39 |
Цитата: kerosene от 19.07.2023 13:17:37
Во первых это не АБ, а имитатор (по научному хрень) т.к. там только молибденовый нагреватель и чего то дающее целых 3 (три) вольта. Впечатление для неокрепших умов производит конструкция с множеством фланцев, рассчитанных на сверхвысокое давление. Правда непонятно зачем такие мощные фланцы к которым подходят какие то хилые шланги, и зачем вообще давление.
Далее обещают до 500 Вт электричества. При КПД даже 15% получается избыточного тепла, аж 3,3 кВт. Понятно, что для кухни снять такое тепловыделение не проблема. Благо кран с холодной водой найдётся. А вот в Антарктиде или в космосе проблематично.
Теперь посмотрим, а сколько плутония нужно, что дать 500 Вт электричества. Удельное тепловыделение Pu-238 – 0,568 Вт/г, следовательно для 3300 Вт потребуется 5,8 кг чистого плутония. Тут и о защите неплохо задуматься, альфа оно конечно листиком загородится можно, но плутоний и гамму даёт и нейтроны (альфа-n на кислороде). В России плутоний производится, но дорогой больно.
С нагревателем разобрались, с покрытием всё ясно, оно -нано (графена явно не хватает).
Правда не совсем понятно как это нано-покрытие и, далее, фотоэлементы выдержит такие температуры.
Далее, люминофоры преобразующие из более длинноволнового более в коротко-волнового существуют и называются антистоксовые люминофоры. Какой КПД у данного люминофора неизвестно. Какие фотоэлементы используются, даже намёка нет.
Вот кратко об этой хрени, на первый взгляд.
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 00:30 |
Цитата: ДядяВася от 19.07.2023 19:39:10
может таки было милливатт - ибо нахрен для датчика нужно 500 ватт непонятно
|
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 20 июл 2023 в 13:26 |
Цитата: GrinF от 20.07.2023 00:30:16
Милливаттами никого не удивишь, тем более для такой дуры. Они решили удивить, здесь сразу атомная, нано- , 80 лет работы и мощность 500 Вт.
Для сравнения РИТЭГ зонда «Новые горизонты» средней мощностью 220 Вт содержал 11 кг высокочистого диоксида 238Pu. Правда он термоэлектрический.