Створена батарея з 28 000-річним терміном придатності

Менш ніж через два роки ви зможете купити «розумний» годинник з алмазною батареєю. Вони переживуть вас і ваших дітей на кілька поколінь, пише Popular Mechanics.

Батарею для годинника створив стартап Nano Diamond Battery (NDB) з Сан-Франциско. Для неї використовувалися неймовірно крихітні панельні наноалмази. Серед всіх твердих тіл алмази мають виняткову теплопровідність, що робить їх ідеальними для використання в електронних пристроях.

Виготовлення особливих алмазів енергоємне, дороге і не особливо просте заняття.
Вчені вирощують мініатюрні алмази за допомогою хімічного осадження з парової фази – процесу, в якому гази при надзвичайно високих температурах змушують вуглець кристалізуватися на матеріалі підкладки. Як тільки виходять наноалмази, компанія об’єднує їх з радіоактивними ізотопами з ядерних відходів. Зокрема, використовуються радіоактивні ізотопи урану і плутонію, які, ймовірно, знаходять у відходах АЕС.

Монокристалічні алмази – розміром усього кілька квадратних міліметрів – відводять тепло від радіоактивних ізотопів, що розпадаються так швидко, що в результаті цього процесу фактично генерується електрика. «Джерела розпаду передають свою енергію на перетворювач NDB, який перетворює кінетичну енергію падаючого випромінювання в електричну», – каже Німа Голшаріфі, генеральний директор NDB .

Але є в розробці і мінуси: кожен елемент батареї виробляє невелику кількість енергії, тому вчені повинні комбінувати різні елементи в величезних кількостях, щоб регулярно забезпечувати живлення великих пристроїв. Це значно збільшує вартість і ускладнює роботу. Крім того, існує проблема зносу: фахівці імплантують ядерні відходи всередину алмазних осередків. Це створює природну структурну слабкість, яка з часом вплине на вихід з ладу кількох осередків.

За словами NDB, створені ними алмазні батареї можуть виявитися корисними не тільки на Землі, але і в космічних апаратах, яким деколи треба роками працювати без підзарядки. Візьмемо, наприклад, супутники. Затвердження NDB про те, що термін служби батареї дорівнює 28 000 років, частково базується на цих малопотужних космічних апаратах.

«Вояджер» – легендарний космічний зонд NASA для вивчення зовнішньої частини Сонячної системи був запущений ще в вересні 1977 року – використовував для отримання енергії три радіоізотопних термоелектричних генератора (MHW-RTG). Початкова вихідна потужність кожного генератора становила всього 158 Вт, що менше енергії, ніж вам потрібно для живлення домашнього світильника протягом року.

Якщо об’єднати достатню кількість алмазних акумуляторних елементів, вони зможуть живити електроніку, від світлодіодних дисплеїв на планшетах до мобільних телефонів, тут, на Землі, хоч і з більш високими вимогами до енергії, на відміну від того ж апарату «Вояджер».

Перший девайс з алмазною батареєю NDB почне продавати в 2022 році. Йдеться про смарт-годинник. Тільки уявіть: ви зможете володіти годинником і передавати його з покоління в покоління без необхідності заміни батарейки.

Алмази в батареї NDB мають гарний синій відтінок

Наноалмази мають невелику кількість бору, що міститься в їх вуглецевій структурі. Той забарвлює їх в блакитний колір. Штучно створені блакитні алмази не відрізняються від справжніх, які визнані одними з найрідкісніших дорогоцінних каменів на Землі.

Згідно з результатами дослідження, проведеного в серпні 2018 року і опублікованого в журналі Nature, справжні блакитні алмази формуються в нижній мантії Землі. Вона знаходиться на глибині до 2900 км від поверхні. По суті, ви можете знайти блакитні алмази в усьому світі тільки на трьох рудниках. Саме тому вони коштують так дорого: приблизно 15 700 доларів за блакитний алмаз вагою 0,3 карата і 75 000 доларів за темно-синій алмаз вагою 0,25 карата.

Залишається тільки гадати, скільки ж коштуватиме смарт-годинник, що використовує для заряду систему з наноалмазів. Компанія поки не розголошує таку інформацію.