Giới thiệu công nghệ pin hạt nhân không lithium của Trung Quốc

Mới đây, các nhà khoa học tại Đại học Bình Thường Tây Bắc cùng công ty Gansu Zhulong Technology (Trung Quốc) đã trình làng một nguyên mẫu pin năng lượng hạt nhân không chứa lithium, có khả năng cung cấp điện năng nhỏ lẻ liên tục trong hàng nghìn năm. Theo South China Morning Post, công nghệ này hướng tới những môi trường không thể tiếp cận hoặc thay thế nguồn năng lượng truyền thống được, nhờ thời gian sử dụng kéo dài và độ bền vượt trội.

Điểm đặc biệt của thiết bị này là khả năng hoạt động ổn định trong điều kiện nhiệt độ cực đoan, từ -100 °C tới 200 °C, giúp mở rộng phạm vi ứng dụng đến nhiều lĩnh vực như thiết bị cấy ghép y tế, thăm dò sâu dưới đại dương, hay các nhiệm vụ quốc phòng và hàng không vũ trụ trong môi trường khắc nghiệt. Đại diện Đại học Bình Thường Tây Bắc, ông Su Maogen, khẳng định tính bền bỉ và tin cậy của công nghệ mới.

Cách thức hoạt động và ưu điểm của pin Qianjiyuan Tianshu

Pin Qianjiyuan Tianshu vận hành dựa trên sự phân rã phóng xạ của nguyên tố cacbon-14, thay vì sử dụng lithium hay các phản ứng hóa học như pin truyền thống. Thiết bị này tạo ra dòng điện một chiều nhờ cơ chế bắt giữ các hạt beta phóng xạ thông qua bộ chuyển đổi silicon carbide (SiC). Đây là sản phẩm hoàn toàn do Trung Quốc phát triển, không phụ thuộc vào linh kiện nhập khẩu.

Chất liệu cacbon-14 có chu kỳ bán rã tới 5.730 năm, mang lại khả năng hoạt động liên tục trong thời gian dài lên đến hàng thiên niên kỷ. Mô hình pin phù hợp với các thiết bị yêu cầu nguồn năng lượng bền lâu, không cần bảo trì trong thời gian dài. Tuy nhiên, hiện tại, công suất của pin chưa đủ đáp ứng các thiết bị điện tử phổ biến như điện thoại hay máy tính.

Thêm vào đó, pin thể hiện độ kháng nhiệt vượt trội so với các nguồn năng lượng thương mại, làm tăng khả năng vận hành trong các môi trường khó khăn, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng trong y tế, khu vực băng giá, đại dương sâu và lĩnh vực quốc phòng, vũ trụ.

Tiến bộ kỹ thuật và kế hoạch thương mại hóa

Mẫu pin Qianjiyuan Tianshu là phiên bản cải tiến đáng kể so với phiên bản Zhulong-1 ra mắt năm 2024. Nhóm nghiên cứu đã giảm lượng vật liệu phóng xạ còn 22% so với trước đây, trong khi tăng dòng điện ngắn mạch lên 2,5 lần và công suất tối đa gấp 2,6 lần. Kích thước pin cũng giảm đáng kể còn 17% so với bản gốc, giúp tăng 15,5 lần mật độ năng lượng theo thể tích.

Mặc dù có nhiều nâng cấp, pin vẫn thiếu công suất cần thiết để vận hành những thiết bị tiêu dùng đại chúng như smartphone, máy tính hoặc xe điện. Theo trang Science and Technology Daily, nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu tạo ra thiết bị vừa gọn nhẹ, mạnh mẽ, chi phí hợp lý và hoàn toàn sản xuất tại Trung Quốc.

Quảng cáo300 × 250

Hiện tại công nghệ vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và hiệu chuẩn kỹ thuật cho các ứng dụng công nghiệp, chưa có lịch ra mắt chính thức trên thị trường. Thiết bị sẽ phải trải qua các quy trình kiểm định nghiêm ngặt về an toàn và quy chuẩn trước khi được phổ biến rộng rãi.

Những điều bổ ích từ bài viết

  • Pin sử dụng cơ chế phân rã phóng xạ của cacbon-14 với thời gian bán rã 5.730 năm, giúp pin hoạt động hàng nghìn năm liên tục.
  • Pin vận hành ổn định trong khoảng nhiệt độ rộng từ -100 °C đến 200 °C, thích hợp với các môi trường khắc nghiệt.
  • Thiết kế mới giảm lượng vật liệu phóng xạ xuống 22% và tăng công suất tối đa lên 2,6 lần so với mẫu trước.
  • Sản phẩm hướng tới các ứng dụng chuyên biệt trong y tế cấy ghép, vùng cực, đại dương sâu và lĩnh vực quốc phòng, không phù hợp cho thiết bị tiêu dùng đại chúng.
  • Sản phẩm chưa thương mại hóa, đang trong giai đoạn thử nghiệm và chứng nhận an toàn nghiêm ngặt.

Đăng ký bản tin QMVN

Nhận tin tổng hợp mỗi sáng - chỉ những bài đáng đọc, không spam.