Pekine įsikūrusi bendrovė „Betavolt Technology“ paskelbė apie branduolinių baterijų miniatiūrizavimą naudojant Ni-63 radioizotopą ir deimantinį puslaidininkinį (ketvirtos kartos puslaidininkinį) modulį.
Branduolinė baterija (žinoma kaip atominė baterija , radioizotopinė baterija, radioizotopinis generatorius, spinduliuotės-voltinis akumuliatorius arba betavoltainis akumuliatorius) susideda iš beta spinduliuotę skleidžiančio radioizotopo ir puslaidininkio. Ji generuoja elektrą per radioizotopo nikelio-63 skleidžiamų beta dalelių (arba elektronų) puslaidininkinį virsmą. Betavoltainio akumuliatoriaus (t. y. branduolinio akumuliatoriaus, kuris energijai gaminti naudoja Ni-63 izotopo beta dalelių emisiją) technologija prieinama jau daugiau nei penkis dešimtmečius nuo pirmojo atradimo 1913 m. ir yra įprastai naudojama kosmoso sektoriuje erdvėlaivių naudingiesiems kroviniams maitinti. Jo energijos tankis yra labai didelis, tačiau galia labai maža. Pagrindinis branduolinio akumuliatoriaus privalumas yra ilgalaikis, nepertraukiamas energijos tiekimas penkis dešimtmečius.
Lentelė: Baterijų tipai
| Cheminis akumuliatorius paverčia įrenginyje sukauptą cheminę energiją į elektros energiją. Iš esmės tai elektrocheminis elementas, susidedantis iš trijų pagrindinių elementų – katodo, anodo ir elektrolito. Galima įkrauti, gali būti naudojami įvairūs metalai ir elektrolitai, pvz., šarminės, nikelio metalo hidrido (NiMH) ir ličio jonų baterijos. Jis turi mažą galios tankį, bet didelę galią. |
| Kuro akumuliatorius paverčia kuro (dažnai vandenilio) ir oksidatoriaus (dažnai deguonies) cheminę energiją į elektros energiją. Jei kuras yra vandenilis, vieninteliai produktai yra elektra, vanduo ir šiluma. |
| Branduolinė baterija (taip pat žinomas kaip Atominė baterija or Radioizotopinė baterija or radioizotopų generatorius arba Radiacinės-voltinės baterijos) paverčia radioaktyviųjų izotopų skilimo radioizotopų energiją ir generuoja elektros energiją. Branduolinė baterija turi didelį energijos tankį ir yra ilgaamžė, tačiau turi mažą išėjimo galią. Betavoltaic baterija: branduolinė baterija, kuri naudoja radioizotopo beta emisiją (elektronus). Rentgeno-voltinė baterija naudoja radioizotopo skleidžiamą rentgeno spinduliuotę. |
Tikroji „Betavolt Technology “ inovacija – monokristalio, ketvirtos kartos deimantinio puslaidininkio, kurio storis 10 mikronų, sukūrimas. Deimantas yra tinkamesnis naudoti dėl didelio, daugiau nei 5 eV, draudžiamosios juostos ir atsparumo spinduliuotei. Didelio efektyvumo deimantiniai keitikliai yra raktas į branduolinių baterijų gamybą. Tarp dviejų deimantinių puslaidininkinių keitiklių dedami 2 mikronų storio radioizotopiniai Ni-63 lakštai. Baterija yra modulinė, sudaryta iš kelių nepriklausomų blokų. Baterijos galia yra 100 mikrovatų, įtampa – 3 V, o matmenys – 15 x 15 x 5 mm3.
Amerikiečių firmos Widetronix betavoltainėje baterijoje naudojamas silicio karbido (SiC) puslaidininkis.
„Betavolt Technology“ sukurta miniatiūrinė branduolinė baterija BV100 šiuo metu yra bandomojoje stadijoje ir greičiausiai netrukus bus pradėta gaminti masiškai. Ji galėtų būti naudojama dirbtinio intelekto įrangai, medicinos įrangai, MEMS sistemoms, pažangiems jutikliams, mažiems dronams ir mikrorobotams maitinti.
Tokie miniatiūriniai mikro maitinimo šaltiniai reikalingi nanotechnologijų ir elektronikos pažangai.
„Betavolt Technology“ planuoja 2025 m. išleisti 1 vato galios bateriją.
Kalbant apie tai, neseniai atliktas tyrimas praneša apie naują rentgeno spinduliuotės-voltaic (rentgeno spinduliuotės-voltaic) bateriją, kurios galia yra iki trijų kartų didesnė nei pažangiausių betavoltainių baterijų.
***
Nuorodos:
- Betavolt Technology 2024. Naujienos – Betavolt sėkmingai kuria atominės energijos bateriją civiliniam naudojimui. Paskelbta 8 m. sausio 2024 d https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024 m. Naujas mikro maitinimo šaltinių, skirtų ekstremaliems aplinkos tyrinėjimams, narys: rentgeno-voltinės baterijos. Taikomoji energija. 353 tomas, B dalis, 1 m. sausio 2024 d., 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
 module. ){kind=link}