Pin hạt nhân tí hon có thể hoạt động hàng thập kỷ
Các nhà khoa học chế tạo viên pin hạt nhân mới sử dụng nguyên tố americium, có kích thước milimet và phát điện ổn định.
Từ những năm 1900, giới nghiên cứu đã muốn sử dụng nguyên tử phóng xạ để chế tạo pin có tuổi thọ và khả năng chống hư hỏng vượt trội. Một số nguyên mẫu đã được lắp ráp, thậm chí sử dụng trong các nhiệm vụ không gian, nhưng không hiệu quả. Trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature hôm 18/9, chuyên gia Shuao Wang tại Đại học Đông Ngô, Trung Quốc, cùng đồng nghiệp tăng hiệu suất của thiết kế pin hạt nhân lên gấp 8.000 lần.
Tinh thể phát sáng chứa americium trong môi trường sáng (trên) và trong môi trường tối (dưới). (Ảnh: Kai Li/New Scienctist).
Đầu tiên, nhóm nghiên cứu sử dụng một mẫu nhỏ nguyên tố americium, thường được coi là chất thải hạt nhân. Nó phát năng lượng dưới dạng các hạt alpha, vốn mang nhiều năng lượng nhưng nhanh chóng thất thoát vào môi trường xung quanh. Do đó, nhóm chuyên gia đặt americium vào một tinh thể polymer để chuyển hóa năng lượng này thành ánh sáng xanh liên tục và ổn định.
Tiếp theo, họ kết hợp tinh thể chứa americium phát sáng với tấm pin quang điện mỏng. Cuối cùng, họ đóng gói pin hạt nhân tí hon này vào một tấm thạch anh kích thước milimet.
Wang cho biết, trong hơn 200 giờ thử nghiệm, thiết bị đã cung cấp nguồn điện ổn định với năng lượng tương đối cao và hiệu suất chưa từng có. Nó cũng chỉ cần một lượng nhỏ vật liệu phóng xạ để hoạt động. Dù americium có thời gian bán rã 7.380 năm, pin hạt nhân sẽ hoạt động được trong vài thập kỷ, vì các thành phần xung quanh sẽ dần bị phóng xạ phá hủy.
Pin mới có hiệu suất chuyển đổi tổng thể và công suất đầu ra được cải thiện rất nhiều so với các thiết kế trước đây, theo nhà nghiên cứu Michael Spencer tại Đại học Bang Morgan, Maryland. Tuy nhiên, nó vẫn tạo ra ít năng lượng hơn nhiều so với các thiết bị truyền thống. Ví dụ, cần tới 40 tỷ viên pin để cung cấp năng lượng cho một bóng đèn 60 watt.
Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tìm cách tăng hiệu suất và công suất đầu ra của loại pin mới. Họ cũng muốn làm cho viên pin dễ sử dụng và an toàn hơn vì nó chứa vật liệu phóng xạ có thể gây nguy hiểm.
"Chúng tôi hình dung pin hạt nhân tí hon của mình sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho cảm biến nhỏ trong những môi trường xa xôi hoặc khắc nghiệt mà nguồn điện truyền thống không thể hoạt động, như dưới biển sâu, trong nhiệm vụ không gian hoặc trạm giám sát từ xa", Wang nói.
Trung Quốc chế tạo "siêu cỗ máy" bất bại: Nặng 1900 tấn, có khả năng đào 350m xuống lòng đất chỉ trong 1 tháng
Nặng 1.900 tấn, dài 230 mét với đường kính lên tới 9,03 mét, cỗ máy đào hầm này là minh chứng cho “sự hùng mạnh” của ngành xây dựng Trung Quốc.
Công nghệ đột phá dưới lòng đất tạo ra trăm megawatt điện không carbon, bộ năng lượng Mỹ ra cú hích
Tương lai không phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đã đến?
Xe đạp có bánh thì quá bình thường, giờ đây chúng ta có cả xe đạp không bánh
Chiếc xe đạp sử dụng thiết kế vòng xích giống xe tăng có thể di chuyển về phía trước nhưng hơi khó lái hoặc chạy trên địa hình kém bằng phẳng.
Lộ diện mẫu giày đi bộ nhanh nhất thế giới, tốc độ nhanh gấp 4 lần người thường
Công ty khởi nghiệp Shift Robotics giới thiệu mẫu giày Moonwalker có thể giúp người đeo tăng 250% tốc độ đi bộ nhờ thuật toán AI.
Mắt kính phiên dịch mọi ngôn ngữ khác nhau của Google
Google vừa tung ra đoạn video giới thiệu nhanh về kính thực tế ảo tăng cường (AR) thông minh có thể phiên dịch trực tiếp đa ngôn ngữ.
Xe đạp điện không có nan hoa, trục vòm bánh "tàng hình" công nghệ bảo mật khủng
Chiếc xe đạp điện Reevo Bike của thương hiệu Beno Technologies hứa hẹn sẽ làm nên cú hit mới cho thị trường xe đạp điện tương lai.
