Prace nad bateriami trytowymi lub uranowymi trwają od dawna. W 2011 roku w Ameryce rozpoczęła się produkcja baterii o żywotności 20 lat. Mają one napięcie 3 woltów i prąd rozładowania 16 nanoamperów. Stopniowo spada on do pięciu.
Gdzie się go stosuje?
Akumulator trytowy stosowany jest w:
- Rozruszniki serca.
- Implanty.
- Czujniki dla geologów i pracowników przemysłu naftowego.
- Przemysł kosmiczny. Zwłaszcza w pojazdach badawczych.
- Przyrządy celownicze z podświetleniem.
- Do obsługi wskaźników wojskowych.
- Samolot.
Urządzenia te wymagają niskiego poboru prądu, ale długotrwałej pracy.
Bateria uranowa pracuje w temperaturach od -40 do +80 stopni Celsjusza.
Zasada działania baterii trytowej i badania w tym zakresie
Działa poprzez rozpad izotopu wodoru trytu. Temat ten badano już w latach 50. XX wieku. Przeprowadzono badania z niklem, strontem i itrem. Jednak z tych materiałów nie uzyskano niczego użytecznego.
Tylko tryt dał pożądany efekt. Potrafi on wytworzyć łagodny przepływ elektronów. To pomogło stworzyć długotrwałe źródło zasilania.
Elektrony w źródle energii poruszają się równomiernie w obu kierunkach. Energia elektryczna jest wytwarzana w płytkach krzemowych. Mniej niż 50% elektronów zostało wychwytanych poprzez interakcję elektronów ze złączami p-n.
Aby rozwiązać ten problem, naukowcy z Uniwersytetu Rochester wykonali otwory w powierzchni płytek krzemowych. Teraz tryt całkowicie wypełnia otwory. Co więcej, jest on całkowicie otoczony krzemem.
Powstały akumulator trytowy może wytrzymać temperatury od -50°C do +150°C przez dłuższy czas. Tryt rozpada się w ciągu 12,262 lat. Efekt końcowy to:
- Elektrony
- Antyneutrino
- Hel 3
Ze względu na niską energię elektronów, można je łatwo uwięzić za pomocą zwykłego papieru, gumy lub tkaniny.
Producenci zadbali o bezpieczeństwo
Baterie trytowe mają solidnie wykonaną obudowę, która nie pozwala na przenikanie promieniowania do środowiska zewnętrznego.
Przemysł pozyskuje tryt poprzez napromieniowanie go izotopami litu i neutronami. Inna technologia polega na ponownym przetwarzaniu ciężkiej wody (moderatora reaktora jądrowego).
Zasadniczo izotop ten nie jest niebezpieczny dla ludzkiego organizmu. Jego promieniowanie przenika do powietrza na głębokość zaledwie kilku milimetrów. Jeśli dostanie się do organizmu przez wodę, jest niebezpieczny.
Firma CityLabs została założona w 2005 roku. Jej głównym obszarem działalności jest produkcja baterii trytowych. Jej dyrektor, Larry Olsen, stworzył baterię o długiej żywotności w latach 70. XX wieku. Ta sama firma opracowała również baterię NanoTritium, wprowadzoną w 2018 roku i znaną jako P100. Jej napięcie wynosi 0,75 V, a moc wynosi 75 nanowatów.
Zacisk dodatni to pin 1 mikroukładu. Zacisk ujemny to pin 15. Zewnętrznie bateria ta przypomina standardowy mikroukład. Jest produkowana w obudowach LCC68 i LCC 44.
Akumulator trytowy, w przeciwieństwie do swoich młodszych i mniej żywotnych odpowiedników, ma szereg zalet:
- Ciśnienie wewnątrz obudowy nie wzrasta.
- Brak substancji chemicznie czynnych.
- Ciało nie ulega zniszczeniu.
- Łatwo wytrzymuje uderzenia mechaniczne.
- Substancje wytwarzane w trakcie działania baterii trytowej nie są toksyczne.
Jedyną wadą tego typu zasilacza jest cena, która obecnie jest bardzo zróżnicowana, ale wynosi około 2000 dolarów.
Przeczytaj także artykuł bateria atomowa.
