Betavolt Technology , компания, базирана в Пекин, обяви миниатюризация на ядрена батерия, използваща радиоизотоп Ni-63 и диамантен полупроводников модул (полупроводник от четвърто поколение).
Ядрената батерия (известна като атомна батерия , радиоизотопна батерия, радиоизотопни генератори, радиационно-волтаични батерии или бетаволтаични батерии) се състои от бета-излъчващ радиоизотоп и полупроводник. Тя генерира електричество чрез полупроводниковия преход на бета-частици (или електрони), излъчвани от радиоизотопа никел-63. Технологията на бетаволтаичните батерии (т.е. ядрени батерии, които използват емисии на бета-частици от изотопа Ni-63 за генериране на енергия) е достъпна от над пет десетилетия от първото им откриване през 1913 г. и се използва рутинно в космическия сектор за захранване на полезни товари на космически кораби. Енергийната ѝ плътност е много висока, но изходната мощност е много ниска. Ключовото предимство на ядрената батерия е дълготрайното, непрекъснато захранване в продължение на пет десетилетия.
Таблица: Видове батерии
| Химическа батерия преобразува химическата енергия, съхранявана в устройството, в електричество. Това е основно електрохимична клетка, състояща се от три основни елемента – катод, анод и електролит. Може да се презарежда, могат да се използват различни метали и електролити, например алкални, никел-метал-хидридни (NiMH) и литиево-йонни батерии. Има ниска плътност на мощността, но висока изходна мощност. |
| Горивна батерия преобразува химическата енергия на гориво (често водород) и окислител (често кислород) в електричество. Ако водородът е горивото, единствените продукти са електричество, вода и топлина. |
| ядрена батерия (известен също като Атомна батерия or Радиоизотопна батерия or радиоизотопен генератор или Радиационно-волтаични батерии) преобразува радиоизотопната енергия от разпадането на радиоактивни изотопи за генериране на електричество. Ядрената батерия има висока енергийна плътност и е дълготрайна, но има недостатъка на ниската мощност. Бетаволтаична батерия: ядрена батерия, която използва бета емисии (електрони) от радиоизотоп. Рентгеново-волтаична батерия използва рентгеново лъчение, излъчвано от радиоизотоп. |
Истинската иновация на Betavolt Technology е разработването на монокристален диамантен полупроводник от четвърто поколение с дебелина 10 микрона. Диамантът е по-подходящ за употреба поради голямата си забранена зона от над 5eV и радиационна устойчивост. Високоефективните диамантени конвертори са ключът към производството на ядрени батерии. Радиоизотопни Ni-63 листове с дебелина 2 микрона се поставят между два диамантено-полупроводникови конвертора. Батерията е модулна, състояща се от няколко независими блока. Мощността на батерията е 100 микровата, напрежението е 3V, а размерите са 15 X 15 X 5 mm³.
Бетаволтаичната батерия на американската фирма Widetronix използва полупроводник от силициев карбид (SiC).
BV100, миниатюрната ядрена батерия, разработена от Betavolt Technology, в момента е в пилотен етап и вероятно ще навлезе в масово производство в близко бъдеще. Тя би могла да намери приложение за захранване на оборудване с изкуствен интелект, медицинско оборудване, MEMS системи, усъвършенствани сензори, малки дронове и микророботи.
Такива миниатюрни микроизточници на енергия са актуални с оглед на напредъка в нанотехнологиите и електрониката.
Betavolt Technology планира да пусне на пазара батерия с мощност 1 ват през 2025 г.
Във връзка с това, скорошно проучване съобщава за нова рентгеново-волтаична (рентгеново-волтаична) батерия с до три пъти по-висока изходна мощност от тази на най-съвременните бетаволтаици.
***
Литература:
- Betavolt Technology 2024. Новини – Betavolt успешно разработва батерия за атомна енергия за гражданска употреба. Публикувано на 8 януари 2024 г. Достъпно на https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Джао Й., и др 2024. Нов член на микро източници на енергия за екстремни изследвания на околната среда: рентгенови волтаични батерии. Приложна енергия. Том 353, част B, 1 януари 2024 г., 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
 module. ){kind=link}