Ядрена батерия колкото монета работи 50 години. В телефон няма да влезе никога

През януари 2024 г. пекинската компания Betavolt показа батерия с размерите на дребна монета: 15 на 15 милиметра, 5 милиметра дебелина. Обещанието звучеше като фантастика: 50 години ток без нито едно зареждане. Заглавията по света стигнаха веднага до очевидния извод, че телефоните никога повече няма да се включват в контакта.

Изводът е грешен и самата Betavolt не твърди друго. Батерията BV100 дава 100 микровата, десетки хиляди пъти по-малко от нуждите на работещ смартфон. Истинската новина е по-тиха и по-интересна: ядрените микробатерии излизат от лабораториите към местата, където никой не може да смени батерията.

Обикновената батерия е склад. Тя не произвежда енергия, а я съхранява и я отдава. Когато складът се изпразни, някой трябва да я зареди или да я подмени. При телефона това е кабел до леглото. При пейсмейкър в гръдния кош е операция.

По данни на американската програма за иновации SBIR литиевите батерии в безжичните пейсмейкъри издържат от 7 до 10 години и заемат над 60% от обема на устройството. Тоест по-голямата част от импланта е склад за ток, а на всеки десетина години пациентът ляга на операционната маса само заради смяна на батерия. Същата сметка тежи на сензорите в отдалечени места и на малките спътници: устройството струва малко, а достъпът до батерията му струва много.

Ядрената микробатерия обръща принципа. Вътре в нея има радиоактивен изотоп, атом с нестабилно ядро. Докато се разпада, той изпуска бета-частици, тоест обикновени електрони. Тънък полупроводников слой ги улавя и ги превръща в ток. Представете си слънчев панел, който носи собственото си слънце в джоба: светлината идва отвътре и не гасне десетилетия.

В BV100 слой никел-63, тънък 2 микрона, е притиснат между диамантени полупроводници. Никел-63 се разпада бавно и по данни на Betavolt, цитирани от Live Science през януари 2024 г., устройството дава 3 волта и 100 микровата около 50 години, без поддръжка и без риск от изтичане или запалване.

Идеята не е нова и отдавна е на пазара. Американската City Labs предлага тритиеви батерии NanoTritium от 2012 г.: токът им се мери в наноампери, но полуразпадът на трития от 12,3 години им дава над 20 години непрекъсната работа. През юли 2026 г. компанията изпрати в орбита малък спътник с такава батерия, първата търговска ядрена батерия в космоса, по съобщение на Aviation Week.

Най-далечният хоризонт е в Бристол. През декември 2024 г. Университетът на Бристол и Британското управление за атомна енергия (UKAEA) обявиха първата батерия от въглерод-14, изваден от графита на стари ядрени реактори и отгледан в синтетичен диамант. Полуразпадът на въглерод-14 е 5730 години: батерията ще падне до половината си мощност, когато днешната цивилизация е на възрастта на Древен Египет.

Най-полезната батерия не е най-мощната, а тази, която работи там, където никой не може да я смени.

За пейсмейкърите сметката е проста: батерия, която надживява пациента, премахва повтарящите се операции за смяна. City Labs разработва по проект на SBIR тритиев източник с поне 3,8 микровата за 20 години, достатъчно за безжичен пейсмейкър. Същата логика важи за сензори в мостове, тръбопроводи и гори, за резервната памет на компютри и за апаратура в дълбокия космос, където слънчев панел не помага.

А телефонът? Едно зареждане на смартфон иска мощност, каквато стотици хиляди BV100 биха дали заедно. Betavolt обещава версия от 1 ват, но тя остава на хартия. Читателят, предложил тази тема, го е казал точно: тази батерия никога няма да е в смартфона ви. И точно затова е интересна.

Почти всички ключови числа идват от самите компании. Независима проверка в голям мащаб още няма, а BV100 е в пилотно производство, не в масово. Батерията от въглерод-14 е лабораторна демонстрация с мощност далеч под тази на Betavolt: по сметка на екипа зад технологията 1 грам въглерод-14 отдава около 15 джаула на ден, по-малко от една стотна от енергията на батерия AA.

Честният прочит е следният: доказано е десетилетно капково захранване за подходящи устройства, а всичко за телефони, лаптопи и коли остава обещание. Ако някое заглавие ви казва друго, то чете спецификациите с повече ентусиазъм, отколкото те позволяват.