Nová technológia Rosatomu podstatne predĺži životnosť batérií pre kardiostimulátory

Betavoltaické batérie sú zdroje energie, ktoré premieňajú energiu beta rozpadu na elektrinu. Nikel 63 má niekoľko výhod oproti doposiaľ používaným rádionuklidom, ako je napríklad trícium. K hlavným prednostiam patrí polčas rozpadu 100 rokov, čo znamená, že batéria bude mať životnosť asi 50 rokov. Polčas rozpadu trícia je len 12 rokov a lítiové batérie majú životnosť bežne 5 až 7 rokov. Naviac je kovový nikel veľmi jednoduché fixovať na polovodičovom nosičovi, čo je technologický náročné v prípade plynného trícia.  

Izotop nikel 63 sa v prírode nevyskytuje a je nutné ho umelo produkovať. V Spojených štátoch vyvinuli technológie obohacovania prírodného niklu, ktoré umožňujú získať len 20% obsah požadovaného izotopu. Niklové rádioizotopové batérie boli už v minulosti používané, ale s rozvojom lítiových akumulátorov sa od nich upustilo. Nový postup podniku Gorno-chimičeskij kombinat umožňuje získavať nikel 63 až s 80% čistotou a znamená tak začiatok novej etapy používania niklových rádioizotopových batérií.

Dmitrij Druz, zástupca vedúceho technologického oddelenia podniku GCHK, k tomu uvádza: „V súčasnosti je vo výskume a vývoji pozorovateľný trend hospodárneho využívania energie. Klesá požadovaný výkon batérií, avšak to nemení nič na tom, že je treba stále nové a nové autonómne zdroje energie. Odhaduje sa, že v roku 2020 bude po celom svete v prevádzke 18 miliárd snímačov vyžadujúcich nezávislý zdroj energie.“

Miniatúrne snímače potrebujú zdroje elektriny s výkonom len od 10 do 60 mikrowattov, avšak neustále. Pre takéto aplikácie sú vhodné práve rádioizotopové batérie, pretože ich výkon je v porovnaní s inými typmi batérií malý, ale životnosť veľmi dlhá. Naviac je možné batériu prevádzkovať pri veľkom rozsahu teplôt.

Niklové rádioizotopové batérie budú oproti lítiovým batériám podstatne šetrnejšie k životnému prostrediu. Nikel sa rozpadá na stabilnú meď, takže keď batéria doslúži, nie je potrebné ju likvidovať ako nebezpečný odpad. Dôležité je tiež to, že pri rozpade niklu 63 sa vyžaruje mäkké žiarenie typu beta. Toto žiarenie je odtienené samotným obalom batérie, takže batéria nepredstavuje riziko pre človeka a môže byť implantovaná do tela pacienta na napájanie kardiostimulátoru.

Podnik Gorno-chimičeskij kombinat pri vývoji nového postupu spolupracoval s ďalšími spoločnosťami patriacimi do štruktúry Rosatomu a Ruskej akadémie vied.

Zdroj: Essential Communication

K téme