Эта музыка будет вечной, если я заменю батарейки

«Всем известно, что у бытовых источников тока, к которым мы привыкли, — щелочных, литиевых батареек, Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов при наших обычных «зимних» температурах снижается напряжение и сокращается ёмкость. При крайне низких температурах их использование для электропитания различных устройств в автономном режиме вовсе не имеет смысла. Для поиска решения проблемы электропитания различных систем и устройств с малым энергопотреблением в течение длительной автономной их работы наша компания занялась разработкой тритиевого источника электрического тока, который бы длительно и автономно работал в условиях крайне низких температур (до –60 °C). Второй важной характеристикой, которой должен был обладать создаваемый источник, была его безопасность. Получив технические требования от потенциальных заказчиков такой «батарейки», мы разработали идею и концепцию продукта», — рассказывает главный инженер проекта Александр Алексеев.

div style="text-align: justify;">«Всем известно, что у бытовых источников тока, к которым мы привыкли, — щелочных, литиевых батареек, Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов при наших обычных «зимних» температурах снижается напряжение и сокращается ёмкость. При крайне низких температурах их использование для электропитания различных устройств в автономном режиме вовсе не имеет смысла. Для поиска решения проблемы электропитания различных систем и устройств с малым энергопотреблением в течение длительной автономной их работы наша компания занялась разработкой тритиевого источника электрического тока, который бы длительно и автономно работал в условиях крайне низких температур (до –60 °C). Второй важной характеристикой, которой должен был обладать создаваемый источник, была его безопасность. Получив технические требования от потенциальных заказчиков такой «батарейки», мы разработали идею и концепцию продукта», — рассказывает главный инженер проекта Александр Алексеев.

Сегодня ульяновским разработчикам удалось добиться поставленных целей. Причём аккумулятор долгожитель «научили» работать не только в холоде, но и в условиях повышенной влажности, высокого и низкого давления, а также механических ударных воздействий, больших ускорений и даже радиации. Длительность его работы напрямую связана с периодом полураспада трития, а он составляет 12 лет. После этого срока «ЭТАК», по словам авторов, также будет работать, но уже с меньшими мощностными характеристиками. Оборотная сторона таких «суперспособностей» — опасность элемента, ведь тритий — это радиоактивный изотоп водорода, хотя излучение его довольно слабое. И всё-таки второй важнейшей задачей, как уже упоминалось, было создание безвредной конструкции на основе этого компонента. В «ЭТАК» используемый тритий находится в герметичных колбах с нанесённым на внутренние поверхности стенок слоем радиолюминофора. Такие тритиевые источники света повсеместно используются в быту: рассказывая об этом Александр Алексеев держит один из них в руках, демонстрируя его полную безопасность. Причём ничего страшного не произойдёт, даже если целость корпуса или элементов будет нарушена. Это означает, что аккумулятору не нужно ли лицензий, ни спецусловий.

Все эти показатели подтвердили сертификационные испытания, которые прошёл новый источник питания. Проходили они в Центре сертификации и стандартизации Фонда «Сколково», причём ульяновские изобретатели стали здесь первооткрывателями. В Сегодня интеллектуальные решения «ЭТАК» запатентованы, а сам «ЭТАК» сертифицирован.

«Мы проводили испытания «ЭТАК», имеющих различные выходные параметры тока и напряжения: от 0,6 до 3,8 В; от 1 до 2 мкА. Базовый тритиевый элемент «ЭТАК» имеет характеристики: U = 1 В; I = 1 мкА. Его масса — не более 40 г. Разумеется, «ЭТАК» может быть изготовлен с необходимыми выходными параметрами тока и напряжения, геометрическими размерами и формой под конкретное электронное устройство, опираясь на пожелания заказчика. В корпус «ЭТАК» может быть встроен импульсный преобразователь нашей разработки для питания устройств с малым энергопотреблением, работающих в импульсном режиме — скажем, радиочастотных меток», — объясняет главный инженер.

Согласитесь, что, установив датчик в некотором труднодоступном месте, меньше всего хочется регулярно возвращаться к нему, чтобы заменить батарейку. Потребность владельца системы в данном случае — просто снимать показания. Именно для таких случаев, по большей части, и был создан «ЭТАК». Основной сферой применения тритиевой батареи разработчикам видится электропитание необслуживаемых датчиков, систем сбора и передачи информации, систем слежения и обнаружения, систем геолокации, специализированных RFID-меток и радиомаяков.

«В настоящее время мы работаем с заказчиками из нефтегазовой отрасли по подготовке для них решения по электропитанию систем мониторинга нефтепроводов, расположенных в северных широтах нашей страны без прокладки сетевых кабелей. Также работаем с заказчиком, которому «ЭТАК» интересен для питания систем геолокации и передачи данных», — рассказывает Александр Алексеев.

Что же касается возможностей бытового применения, то их разработчики оценивают как маловероятные. В конце концов, с такими задачами неплохо справляются и привычные щелочные батарейки, так к чему такие сложности? Хотя создатели признаются, что в рамках эксперимента запитывали от «ЭТАК» электронные часы.

Стоит отметить, что производство российских футуристичных аккумуляторов организовано достаточно скромно. Во многом это связано с тем, что собирается «ЭТАК» на основе компонентов сторонних производителей. Это и неудивительно: ключевой элемент — тритий — получают искусственно, в ядерных реакторах, потому как в природе он образуется в верхних слоях атмосферы под действием радиации. Так что производство «ЭТАК» представляет собой небольшой сборочный цех и не является высокозатратным.

«Команда проекта небольшая — 6 человек: высококвалифицированные научные сотрудники и инженеры. Мы расширяемся за счёт сотрудников, имеющих компетенции и опыт в business development. Наш партнёр в этом направлении, который нас консультирует и оказывает различную поддержку, один из лидеров Национального рейтинга технопарков России, — Ульяновский наноцентр», — говорит Александр Алексеев.

Кроме того, развитию проекта способствует уже упоминавшийся Инновационный центр «Сколково», а также Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, от которого разработчики чуть больше года назад получили финансовую поддержку.

«Благодаря прямой поддержке Фонда, мы существенно сократили сроки на создание, экспериментальные исследования и испытания, сертификацию своего продукта. Путь от идеи до продукта прошли менее чем за год. Наша команда считает, что в России, в целом, выстроена эффективная система поддержки проектов по созданию и трансферу новых технологий и компетенций. Инновационный продукт всегда может рассчитывать на помощь», — делится мнением главный инженер.

Интересно, что использовать тритий для создания долговечных аккумуляторов догадались не только ульяновские изобретатели. Канадская фирма City Labs выпустила аккумуляторы NanoTritium. «Топливом» для них служит тот же тритий. Создатели заявляют, что мощность у аккумулятора небольшая, но зато проработать он сможет около 20 лет.

«По нашей информации, Nanotritium P100 обладает худшими значениями выходных мощностных характеристик. В основе источника Nanotritium прямое преобразование — тритий и полупроводниковая структура. «ЭТАК» работает на принципиально другой основе — в основе работы лежит принцип двойного преобразования энергии. Энергия радиоактивного излучения трития преобразуется сначала в световую, а затем в электрическую энергию. По нашим расчётам, удельный КПД «ЭТАК» выше, чем у Nanotritium. В России альтернатива «ЭТАК» на стадии конечного продукта полностью отсутствует», — комментирует Александр Алексеев.