Technologia Betavolt, a Beijing based company has announced miniaturization of jądrowy battery using Ni-63 radioisotope and diamond semiconductor (fourth generation semiconductor) module.
Jądrowy battery (known variously as atomic bateria lub bateria radioizotopowa, generator radioizotopów, bateria radiacyjno-woltaiczna lub bateria betawoltaiczna) składa się z radioizotopu emitującego promieniowanie beta i półprzewodnika. Wytwarza energię elektryczną poprzez przejście półprzewodnikowe cząstek beta (lub elektronów) emitowanych przez radioizotop nikiel-63. Betawoltaika bateria (to znaczy jądrowy battery that uses beta particle emissions from Ni-63 isotope for power generation) technology is available for over five decades since first discovery in 1913 and is routinely used in przestrzeń sector to power spacecraft payloads. Its energy density is very high but power output is very low. The key advantage of jądrowy battery is long-lasting, continuous power supply for five decades.
Tabela: Rodzaje baterii
| Bateria chemiczna przetwarza energię chemiczną zgromadzoną w urządzeniu na energię elektryczną. Zasadniczo jest to ogniwo elektrochemiczne składające się z trzech podstawowych elementów – katody, anody i elektrolitu. Można ładować, można stosować różne metale i elektrolity, np. baterie alkaliczne, niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH) i litowo-jonowe. Ma niską gęstość mocy, ale dużą moc wyjściową. |
| Bateria paliwowa przekształca energię chemiczną paliwa (często wodoru) i środka utleniającego (często tlenu) w energię elektryczną. Jeśli paliwem jest wodór, jedynymi produktami są energia elektryczna, woda i ciepło. |
| Bateria jądrowa (znany również jako Bateria atomowa or Bateria radioizotopowa or generator radioizotopów lub Baterie radiacyjno-woltowe) converts radioisotope energy from the decay of a radioactive isotopes to generate electricity. Nuclear battery has high energy density and are long lasting but has the disadvantage of low power output. Bateria Betawoltaiczna: bateria jądrowa wykorzystująca emisję beta (elektrony) z radioizotopu. Bateria rentgenowsko-woltaiczna wykorzystuje promieniowanie rentgenowskie emitowane przez radioizotop. |
Technologia BetavoltPrawdziwą innowacją firmy jest opracowanie monokryształowego półprzewodnika diamentowego czwartej generacji o grubości 10 mikronów. Diament jest bardziej odpowiedni do stosowania ze względu na dużą przerwę wzbronioną powyżej 5eV i odporność na promieniowanie. Wysokowydajne konwertery diamentów są kluczem do produkcji baterii jądrowych. Arkusze radioizotopu Ni-63 o grubości 2 mikronów umieszcza się pomiędzy dwoma diamentowymi przetwornikami półprzewodnikowymi. Bateria ma budowę modułową składającą się z kilku niezależnych jednostek. Moc baterii wynosi 100 mikrowatów, napięcie 3 V, a wymiary to 15 X 15 X 5 mm3.
Bateria betawoltaiczna amerykańskiej firmy Widetronix wykorzystuje półprzewodnik z węglika krzemu (SiC).
BV100, miniaturowa bateria nuklearna, opracowana przez Technologia Betavolt znajduje się obecnie w fazie pilotażowej i prawdopodobnie w najbliższej przyszłości wejdzie w fazę produkcji masowej. Może to znaleźć zastosowanie w zasilaniu sprzętu AI, sprzętu medycznego, systemów MEMS, zaawansowanych czujników, małych dronów i mikrorobotów.
Takie zminiaturyzowane mikroźródła prądu są potrzebą chwili w świetle postępu w nanotechnologii i elektronice.
Technologia Betavolt planuje wypuścić akumulator o mocy 1 wata w 2025 roku.
W związku z tym z niedawnego badania wynika, że nowy akumulator na bazie promieniowania rentgenowskiego (woltaiczny) ma nawet trzykrotnie większą moc wyjściową niż najnowocześniejsze baterie betawoltaiczne.
***
Referencje:
- Betavolt Technology 2024. Aktualności – Betavolt z sukcesem rozwija baterię atomową do użytku cywilnego. Opublikowano 8 stycznia 2024 r. Dostępne pod adresem https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., i wsp 2024. Nowy członek mikroźródeł zasilania do ekstremalnych badań środowiskowych: baterie rentgenowskie i galwaniczne. Zastosowana energia. Tom 353, Część B, 1 stycznia 2024 r., 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
