Менее чем через два года вы сможете купить «умные» часы с алмазной батареей. Они переживут вас и ваших детей на несколько поколений, пишет Popular Mechanics.
Батарею для часов создал стартап Nano Diamond Battery (NDB) из Сан-Франциско. Для нее использовались невероятно крошечные панельные наноалмазы. Среди всех твердых тел алмазы обладают исключительной теплопроводностью, что делает их идеальными для использования в электронных устройствах.
Изготовление особых алмазов энергоемкое, дорогое и не особо простое занятие
Ученые выращивают миниатюрные алмазы с помощью химического осаждения из паровой фазы — процесса, в котором газы при чрезвычайно высоких температурах заставляют углерод кристаллизоваться на материале подложки. Как только получаются наноалмазы, компания объединяет их с радиоактивными изотопами из ядерных отходов. В частности, используются радиоактивные изотопы урана и плутония, которые, вероятно, находят в отходах АЭС.
Монокристаллические алмазы — размером всего несколько квадратных миллиметров — отводят тепло от радиоактивно распадающихся изотопов так быстро, что в результате этого процесса фактически генерируется электричество. «Источники распада передают свою энергию на преобразователь NDB, который превращает кинетическую энергию падающего излучения в электрическую», — говорит Нима Голшарифи, генеральный директор NDB.
Но есть в разработке и минусы: каждый элемент батареи производит небольшое количество энергии, поэтому ученые должны комбинировать разные элементы в огромных количествах, чтобы регулярно обеспечивать питание больших устройств. Это значительно увеличивает стоимость и усложняет работу. Кроме того, существует проблема износа: специалисты имплантируют ядерные отходы внутрь алмазных ячеек. Это создает естественную структурную слабость, которая со временем повлияет на выход из строя нескольких ячеек.
По словам NDB, созданные ими алмазные батареи могут оказаться полезными не только на Земле, но и в космических аппаратах, которым порой нужно годами работать без подзарядки. Возьмем, к примеру, спутники. Утверждение NDB о том, что срок службы батареи равен 28 000 лет, частично основано на этих маломощных космических аппаратах.
«Вояджер» — легендарный космический зонд NASA для изучения внешней части Солнечной системы был запущен еще в сентябре 1977 года — использовал для получения энергии три радиоизотопных термоэлектрических генератора (MHW-RTG). Начальная выходная мощность каждого генератора составляла всего 158 Вт, что меньше энергии, чем вам нужно для питания домашнего светильника в течение года.
Если объединить достаточное количество алмазных аккумуляторных элементов, они смогут питать электронику, от светодиодных дисплеев на планшетах до мобильных телефонов, здесь, на Земле, хоть и с более высокими требованиями к энергии, в отличие от того же аппарата «Вояджер».
Первый девайс с алмазной батареей NDB начнет продавать в 2022 году. Речь идет о смарт-часах. Только представьте: вы сможете владеть часами и передавать их из поколения в поколение без необходимости замены батарейки.
Алмазы в батарее NDB имеют красивый синий оттенок
Наноалмазы имеют небольшое количество бора, содержащегося в их углеродной структуре. Тот окрашивает их в голубой цвет. Искусственно созданные голубые алмазы неотличимы от настоящих, которые признаны одними из самых редких драгоценных камней на Земле.
Согласно результатам исследования, проведенного в августе 2018 года и опубликованного в журнале Nature, настоящие голубые алмазы формируются в нижней мантии Земли. Она находится на глубине до 2900 км от поверхности. По сути, вы можете найти голубые алмазы во всем мире только на трех рудниках. Именно поэтому они стоят так дорого: примерно 15 700 долларов за голубой алмаз весом 0,3 карата и 75 000 долларов за темно-синий алмаз весом 0,25 карата.
Остается только гадать, сколько же будут стоить смарт-часы, использующие для заряда систему из наноалмазов. Компания пока не разглашает такую информацию.
Смотрите, какие гаджеты за последние 10 лет запомнились миру:
Это тоже интересно:
