అణు బ్యాటరీ సాంకేతికతలో పురోగతి
చైనా శాస్త్రవేత్తలు వేల సంవత్సరాల పాటు ఉండే అణు బ్యాటరీని అభివృద్ధి చేయడంతో శక్తి నిల్వలో పెద్ద పురోగతి సాధించారు. నార్త్వెస్ట్ నార్మల్ యూనివర్సిటీ మరియు గన్సు జులాంగ్ టెక్నాలజీ సహకారంతో రూపొందించిన ఈ పరికరం కార్బన్-14 ఐసోటోపుల క్షయం నుండి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ ఆవిష్కరణ దీర్ఘకాలిక, నిర్వహణ-రహిత శక్తి కీలకమైన పరిశ్రమలలో విప్లవాత్మక మార్పులు తీసుకురాగలదు.
అణు బ్యాటరీ ఎలా పనిచేస్తుంది
బ్యాటరీ కార్బన్-14 విడుదల చేసే బీటా రేడియేషన్ను డైమండ్ సెమీకండక్టర్ ఉపయోగించి విద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తుంది. 5,730 సంవత్సరాల అర్ధ-జీవితం కలిగిన రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్ అయిన కార్బన్-14 ను సింథటిక్ డైమండ్ పొరలో ఉంచుతారు, ఇది రక్షణ కవచం మరియు శక్తి మార్పిడిగా పనిచేస్తుంది. బీటా కణాలు డైమండ్ను తాకినప్పుడు, అవి ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను సృష్టించి, నిరంతర విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. డైమండ్ యొక్క కాఠిన్యం మరియు ఉష్ణ వాహకత మన్నిక మరియు భద్రతను నిర్ధారిస్తాయి, రేడియేషన్ లీకేజీని నిరోధిస్తాయి.
సంప్రదాయ బ్యాటరీల కంటే ప్రయోజనాలు
సంప్రదాయ బ్యాటరీలు రసాయన ప్రతిచర్యల కారణంగా కాలక్రమేణా క్షీణిస్తాయి, వాటి జీవితకాలం కొన్ని సంవత్సరాలు లేదా దశాబ్దాలకు పరిమితం చేస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, ఈ అణు బ్యాటరీ రీఛార్జ్ లేదా భర్తీ లేకుండా వేల సంవత్సరాలు పనిచేయగలదు. ఇది లోతైన అంతరిక్షం, నీటి అడుగున లేదా రిమోట్ సెన్సార్లు వంటి తీవ్రమైన వాతావరణాలలో కూడా అత్యంత నమ్మదగినది, ఇక్కడ బ్యాటరీలను మార్చడం ఆచరణ సాధ్యం కాదు. బ్యాటరీ యొక్క ఘన-స్థితి డిజైన్ లీకేజ్ లేదా దహన ప్రమాదాన్ని తొలగిస్తుంది, లిథియం-అయాన్ ప్రత్యామ్నాయాల కంటే సురక్షితంగా చేస్తుంది.
సంభావ్య అనువర్తనాలు
ఈ సాంకేతికత వివిధ రంగాలను మార్చగలదు. అంతరిక్ష అన్వేషణలో, అణు బ్యాటరీలు ఉపగ్రహాలు, రోవర్లు మరియు ప్రోబ్లకు దశాబ్దాల పాటు శక్తిని అందించగలవు, రేడియోఐసోటోప్ థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ల అవసరాన్ని తగ్గిస్తాయి. పేస్మేకర్లు లేదా న్యూరల్ స్టిమ్యులేటర్లు వంటి వైద్య ఇంప్లాంట్లు జీవితకాల శక్తి వనరు నుండి ప్రయోజనం పొందగలవు, శస్త్రచికిత్స భర్తీలను తొలగిస్తాయి. అదనంగా, పైప్లైన్లు, వంతెనలు లేదా పర్యావరణ సెన్సార్ల కోసం రిమోట్ మానిటరింగ్ వ్యవస్థలు శతాబ్దాల పాటు స్వయంప్రతిపత్తితో పనిచేయగలవు.
సవాళ్లు మరియు తదుపరి దశలు
దాని వాగ్దానం ఉన్నప్పటికీ, బ్యాటరీ ప్రస్తుతం తక్కువ శక్తి ఉత్పత్తిని అందిస్తుంది, ఇది మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్కు మాత్రమే అనుకూలంగా ఉంటుంది. భద్రతను కాపాడుతూ శక్తి సాంద్రతను పెంచడం ఒక ముఖ్య సవాలు. పరిశోధకులు డైమండ్ పొరను ఆప్టిమైజ్ చేయడం మరియు బహుళ కార్బన్-14 పొరలను ఉపయోగించడం ద్వారా సామర్థ్యాన్ని పెంచే మార్గాలను అన్వేషిస్తున్నారు. వాణిజ్యీకరణ ఇంకా సంవత్సరాల దూరంలో ఉంది, కానీ మరింత అభివృద్ధితో, ఈ బ్యాటరీ ఒక దశాబ్దంలో ఉత్పత్తిలోకి రాగలదని బృందం విశ్వసిస్తుంది.
ప్రపంచ సందర్భం మరియు పోటీ
యుఎస్ మరియు రష్యాతో సహా ఇతర దేశాలు కూడా అణు బ్యాటరీలను అభివృద్ధి చేశాయి, కానీ కార్బన్-14 మరియు డైమండ్ ఉపయోగించి చైనా విధానం దాని సంభావ్య దీర్ఘాయువు మరియు భద్రతకు ప్రత్యేకంగా నిలుస్తుంది. ఈ ఆవిష్కరణ కీలక సాంకేతికతలలో స్వయం సమృద్ధి కోసం చైనా ప్రయత్నంతో సమానంగా ఉంది మరియు సంప్రదాయ బ్యాటరీలలో ఉపయోగించే అరుదైన భూ పదార్థాలపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించగలదు.
ముగింపు
అణు బ్యాటరీ శక్తి నిల్వలో ఒక నమూనా మార్పును సూచిస్తుంది, తక్కువ-డ్రా పరికరాలకు వాస్తవంగా అపరిమిత శక్తిని అందిస్తుంది. సవాళ్లు మిగిలి ఉన్నప్పటికీ, నార్త్వెస్ట్ నార్మల్ యూనివర్సిటీ మరియు గన్సు జులాంగ్ టెక్నాలజీ మధ్య సహకారం బ్యాటరీలు తాము శక్తినిచ్చే పరికరాల కంటే ఎక్కువ కాలం ఉండే భవిష్యత్తు వైపు ఒక ముఖ్యమైన అడుగు.
ఈ వ్యాసం ఇంటరెస్టింగ్ ఇంజనీరింగ్ నివేదికపై ఆధారపడింది. అసలు వ్యాసం చదవండి.
Originally published on interestingengineering.com