【科学】寿命100年「ダイヤモンド電池」 宇宙探査に期待! 放射性物質から電力生み出す

宇宙科学
1ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 19:44:20.26ID:CAP_USER

寿命100年「ダイヤモンド電池」 宇宙や地下の電源に

 寿命が100年にもなるダイヤモンドを素材にした新型電池が注目を集める。
 原理は太陽電池と似ており、太陽光の代わりに放射性物質から出る電子を受けて電力を生み出す。
 実用化には放射線の遮蔽が必要だが、宇宙探査機や地下資源の採掘装置など人の手の届かない場所の電源として応用が期待されている。

(公開部分ここまで)

日本経済新聞 2021年2月21日 2:00

寿命100年「ダイヤモンド電池」 宇宙や地下の電源に - 日本経済新聞
寿命が100年にもなるダイヤモンドを素材にした新型電池が注目を集める。原理は太陽電池と似ており、太陽光の代わりに放射性物質から出る電子を受けて電力を生み出す。実用化には放射線の遮蔽が必要だが、宇宙探査機や地下資源の採掘装置など人の手の届かない場所の電源として応用が期待されている。「きれいな結晶で、ダイヤモンドのポテンシ

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOGG0227E0S1A200C2000000/

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66ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 09:49:43.01ID:NejEROzr

>>1
福島原発の周辺に置いとくと良い感じか

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▼追加ソース

放射性廃棄物でつくる人工ダイヤモンドが、“数千年もつ電池”になる:革新的な技術への高まる期待と現実
放射性廃棄物からつくり出した人工のダイヤモンドを使った電池の開発が進んでいる。完成すれば数千年にわたって電力を供給することが可能になるという。いったいどんな技術なのか。
放射性廃棄物から生まれる、超長寿命の「ナノダイヤモンド電池」|田中貴金属グループ
9年間も充電が要らない携帯電話バッテリー。100年近く保つ自動車用バッテリーパック。米カリフォルニア州に拠点を置くバッテリー開発企業NDBは先ごろ、ナノダイヤモンド電池の性能を競う初期試験で優れた結果を出したことで、超現実的なアイデアは実現へと近づいていると話す。
【朗報】世界初の「全樹脂電池」量産化、秋に本格稼働 三洋化成工業、福井県内の工場で
【技術】人間の体をスマホのバッテリーにできるかもしれない技術 ネット「マトリックスの世界」「これ痩せる?」
【車】給油と同じ早さ、5分でフル充電できるEV用バッテリーをイスラエル企業が開発
3ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 20:04:46.38ID:YZyy86lU

お高いんでしょ

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4ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 20:10:28.63ID:JHOAPMOi

すげー話だ

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7ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 20:13:46.94ID:SUnYXKn5

熱電対より効率良いならまず人工衛星用に実用化されそうだな

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10ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 20:26:07.07ID:Xoq/Cqpi

福島第一原発が無限電池になるのですね。

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11ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 20:28:38.91ID:slEo40Oa

どっちかっつーと宇宙放射線発電の方に向かいそうな技術だな。
地球外の宇宙ベースの外壁に利用して宇宙放射線遮蔽のついでに発電とかやりそう。

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14ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 21:02:03.01ID:HgH4Qkmp

>放射性物質から出る電子を受けて電力を生み出す

ベータ線を吸収して発電か?

なら、アルファ線とガンマ線を吸収して発電する材料を
開発できれば、さらに効率的な原子力電池を作れるわけだ。

放射線を吸収して電気エネルギーに変換するということは
ある程度の放射線遮蔽効物にもなってるわけだよな。吸収率を
上げて厚い層を形成すれば放射線遮蔽装甲板とか作れたら凄いこと
じゃん。

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16ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 21:35:05.86ID:CPVD4Rto

まあ熱核融合炉が主流になるんだけどな。

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核融合炉 - Wikipedia

↑より引用
核融合炉(かくゆうごうろ)は、現在開発中の原子炉の一種で、原子核融合反応を利用したもの。21世紀前半における実用化が期待される未来技術の1つである。

19ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 22:42:10.61ID:3WMowNWs

原子力電池ではないの

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23ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 23:01:49.12ID:tGRxYmTd

>>19
原子力電池は熱電変換素子のゼーベック効果で放射線を吸収した物質の熱を起電力に変換する

これは高バンドギャップ素子自体にβ線源をドープして、β線で直接素子の導電帯に励起して起電力を得る

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35ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 01:50:58.47ID:VYZyNHH9

>>23
半導体がズタボロになる
エネルギーを取り出すどころじゃない

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72ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 20:02:20.08ID:wrxeipu/

>>35
ベータ線しか出さない放射性物質使うとか?

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驚異の原子力電池、次世代蓄電池の本命となるか 100年超の長寿命・充電不要、核廃棄物を有効利用 | LIMO | くらしとお金の経済メディア
ポストリチウムイオン電池(LiB)の有力候補として全固体電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムイオン電池などが挙がっているなか、密かに注目されているのが原子力電池だ。この技術自体は真新しいものではなく、1970年代から宇宙探査機、人工衛星、ペースメーカーなどに採用されてきた実績がある。
20ヨロロの名無しさん2021/02/22(月) 22:42:58.62ID:jA4yPEHU

俺の腕時計は20年365日発光し続けるぞ
似たようなもんじゃね トリチウムと

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三重水素 - Wikipedia
33ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 01:45:11.55ID:CXsjedsn

トリチウム電池は10年だっけ?
今中国で開発が進んでるらしいな。

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34ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 01:49:50.12ID:VYZyNHH9

プルトニウム電池は熱エネルギーを電気に変える
このダイアモンドは荷電粒子をそのまま電流に
そんなうまい話があるかよ
ボタン電池一個の出力を100年とか?

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38ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 06:53:33.49ID:0xGQK63s

>>34 >>35
これはベータボルタ電池と言われて、1970年代に発明されている
それこそペースメーカーあたりに。破損すると危険なので今ではリチウムイオン電池だが
記事によると変換効率は37%で、(乾電池などからの)黒鉛廃棄物から炭素14を取り出して作ろうかって話をしている

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53ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 21:52:08.66ID:PcOYkOS1

>>38
エネルギー変換効率37%はどう考えても無理だろうから
捕まったβ線だけの話だろうな

むしろ励起されたぶんを
どれだけ電気エネルギーに変換できるかの話だろうか

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オブジェクト参照がオブジェクト インスタンスに設定されていません。
励起状態 - Wikipedia

↑より引用
量子力学において、励起状態(れいきじょうたい、英: Excited state)は、(原子、分子、あるいは原子核といった)系のハミルトニアンの固有状態のうち、基底状態より高いエネルギーの全ての固有状態(量子状態)を指す。励起(Excitation)は、光、熱、電場、磁場などの外場によって引き起こされる。励起により、基底状態にあった固有状態は励起状態へ、励起状態にあった固有状態はより高いエネルギーを持った励起状態へ移る。

36ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 02:44:53.36ID:gQ4xJAFv

何かと思ったら要は原子力電池の一種ってことか
プルトニウム238&熱電対を使った宇宙探査機用の現行の原子力電池と
どっちが優れモノなんだろうか

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37ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 02:56:22.57ID:KBoTo5mz

Dr.ストーンのあれマジネタだったのか

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40ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 07:10:37.76ID:349Wb/Fw

でも出力密度がクソザコナメクジみたいね
携帯デバイスのバッテリーにするのはむりかー

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46ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 08:57:03.56ID:LESbjGaW

>>40
リヤカーでバッテリー引いていけば携帯くらいは動くはず

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42ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 07:51:21.59ID:/r0jX1Bq

プルトニウム電池でよくね?
ペースメーカーにも使われたくらい安定しているし

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プルトニウム238 - Wikipedia

↑より引用
なお、238PuのRTGは、1960年代から一部の埋め込み型の心臓ペースメーカーに使われていた事がある。リチウム電池の性能が向上した1970年代からは使われなくなっている[11]。

47ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 09:47:45.62ID:ZkNTP0rw

昔からあるけど、重量・体積当たりの発電量がごく僅かなので、使い道が限られている。
簡単に廃棄もできないので、一般に普及することはまずない。あくまで特殊用途。

以前はペースメーカーなどに使われていたこともあったが
(電子線ではなく発熱から発電するタイプ。RTGというやつ)、
本人が死んで、不用意に火葬や土葬にしてしまうと、
環境に放射性物質がまき散らされてしまったりとか面倒なことになるので、
もう使われていない。

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52ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 21:37:56.49ID:PcOYkOS1

ダイヤモンドだとサンドイッチじゃない理由はよくわからんが
たぶん普通C14でダイヤモンドに造って
片側をドープして
太陽電池化するんだろうな

β崩壊の電子を拾うんじゃなくて
たぶん残った方で励起される方が主になるとみた

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63ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 09:24:18.55ID:Rjc1YWbI

>>52
普通の炭素原子とC14を混在させてβ粒子の捕獲確率を上げてるんやろ

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69ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 17:09:32.56ID:IbZ0d9Xt

>>63
意味がわからん

電子雲と原子核だけの問題だろうから
物質の密度が変わらんかったら
どっちがいても変わらん気がする

電子質量まで下げるなら
相互作用増えるかもしれんけど

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55ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 22:09:55.66ID:BPgW8ICk

Dr.STONEはマジだったのか
で、どれくらいの電力があるわけ?
単三電池だと何本分になるんだろ

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58ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 23:59:27.40ID:UgyzDU6d

>>55
別のサイトみると、アルカリ電池が24時間で使い切る電力が700ジュールで、この電池が15ジュール/日くらいらしい。
単純に比較するなら47本分だな。

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68ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 13:47:08.27ID:A9EeLWLr

>>58
その程度だったらショルダーホンにすれば永久稼働できるんじゃね?
1000年動くショルダースマホ、需要なくもない気がするが、値段があれか

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75ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 22:33:46.17ID:p6kgGhCf

>>68
アルカリ1本は8000Jみたいよ。
とすれば500本でアルカリ一本なので単三電池と同じ重さなら11kgくらい。ショルダーは無理そう。トランクフォンだな

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57ヨロロの名無しさん2021/02/23(火) 23:57:16.69ID:UgyzDU6d

効率悪くても薄型で沢山挟めば乾電池くらいの出力になりそうだけどな。

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64ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 09:47:55.65ID:r+P/uJ2H

Dr.ストーンのやつさすがにファンタジーがすぎると思ってたけど可能性あるものだったのか・・・

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65ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 09:48:38.86ID:7LMhmhLV

どうせナロゾジーの記事だろうと思ったら日経だった

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67ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 12:52:40.71ID:npb4Q0yR

半減期5万年のプルトニウム238
積んだパイオニア衛星の原子力
電池は30年しか持たんかった
らしいが

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74ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 22:28:48.24ID:LDDOSMEo

>>67
Pu238の半減期は88年 30年は設計寿命通り

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パイオニア10号 - Wikipedia

↑より引用
当初の想定では、パイオニア10号からの信号を受信できる距離は、太陽から木星までの距離の2倍になる前であった。しかしながら、打ち上げ後の地上設備の改良により、パイオニア10号からの信号は想定していた受信可能距離を超えても受信可能となった。そのため、その後も科学観測ミッションは継続可能となった。この観測ミッションは、海王星の軌道を横断した1983年6月13日を大きく越え、1997年まで継続された。その後もパイオニア10号との交信は断続的に試みられ、パイオニア10号からの送信は打ち上げから約30年間に渡って確認された。

71ヨロロの名無しさん2021/02/24(水) 17:31:42.97ID:R6s8jS2k

単に炭素の単結晶だろ

ダイヤモンドとか吊りすんなよ糞マスゴミ

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