Betavolt-teknologi, et Beijing-basert selskap har annonsert miniatyrisering av kjernekraft batteri som bruker Ni-63 radioisotop og diamanthalvledermodul (fjerde generasjons halvleder).
Nuclear batteri (kjent på forskjellige måter som atomic batteri eller radioisotopbatteri eller radioisotopgenerator eller strålingsvoltaisk batteri eller betavoltaisk batteri) består av en beta-emitterende radioisotop og en halvleder. Den genererer elektrisitet gjennom halvlederovergangen av beta-partikler (eller elektroner) som sendes ut av radioisotopen nikkel-63. Betavoltaic batteri (dvs kjernekraft batteri som bruker beta-partikkelutslipp fra Ni-63 isotop for kraftproduksjon) teknologi er tilgjengelig i over fem tiår siden første oppdagelse i 1913 og brukes rutinemessig i plass sektor for å drive romfartøyets nyttelast. Energitettheten er veldig høy, men kraftuttaket er veldig lavt. Den viktigste fordelen med kjernekraft batteriet er langvarig, kontinuerlig strømforsyning i fem tiår.
Bord: Typer batteri
| Kjemisk batteri konverterer kjemisk energi lagret i enheten til elektrisitet. Det er i utgangspunktet en elektrokjemisk celle som består av tre grunnleggende elementer - en katode, en anode og en elektrolytt. Kan lades opp, forskjellige metaller og elektrolytter kan brukes, f.eks. alkaliske batterier, nikkelmetallhydrid (NiMH) og litiumion. Den har lav effekttetthet, men høy effekt. |
| Drivstoffbatteri omdanner den kjemiske energien til et drivstoff (ofte hydrogen) og et oksidasjonsmiddel (ofte oksygen) til elektrisitet. Hvis hydrogen er drivstoffet, er de eneste produktene elektrisitet, vann og varme. |
| Atombatteri (også kjent som Atombatteri or Radioisotop batteri or radioisotopgenerator eller Stråling-voltaiske batterier) konverterer radioisotopenergi fra forfallet av radioaktive isotoper for å generere elektrisitet. Atombatteri har høy energitetthet og er langvarig, men har ulempen med lav effekt. Betavoltaisk batteri: et atombatteri som bruker beta-utslipp (elektroner) fra radioisotopen. Røntgen-voltaisk batteri bruker røntgenstråling som sendes ut av radioisotopen. |
Betavolt-teknologiDen virkelige innovasjonen er utviklingen av en enkrystall, fjerde generasjons diamanthalvleder med en tykkelse på 10 mikron. Diamond er mer egnet for bruk på grunn av dets store båndgap på over 5eV og strålingsmotstand. Høyeffektive diamantomformere er nøkkelen til produksjon av atombatterier. Radioisotop Ni-63-plater med en tykkelse på 2 mikron er plassert mellom to diamanthalvlederomformere. Batteriet er modulbasert og består av flere uavhengige enheter. Batteriets effekt er 100 mikrowatt, spenningen er 3V og dimensjonen er 15 X 15 X 5 mm3.
Det amerikanske firmaet Widetronix sitt betavoltaiske batteri bruker silisiumkarbid (SiC) halvleder.
BV100, miniatyratombatteriet, utviklet av Betavolt-teknologi er for øyeblikket i pilotfasen og vil sannsynligvis gå inn i masseproduksjonsfasen i nær fremtid. Dette kan brukes til å drive AI-utstyr, medisinsk utstyr, MEMS-systemer, avanserte sensorer, små droner og mikroroboter.
Slike miniatyriserte mikrokraftkilder er behov for timen i lys av fremskritt innen nanoteknologi og elektronikk.
Betavolt-teknologi planlegger å lansere et batteri med en effekt på 1 watt i 2025.
På beslektet notat, en fersk studie rapporterer et nytt røntgenstråling-voltaisk (røntgen-voltaisk) batteri med opptil tre ganger høyere utgangseffekt enn det for state-of-the-art betavoltaikk.
***
Referanser:
- Betavolt Technology 2024. Nyheter – Betavolt utvikler vellykket atomenergibatteri for sivilt bruk. Lagt ut 8. januar 2024. Tilgjengelig på https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Nytt medlem av mikrokraftkilder for ekstreme miljøutforskninger: røntgenvoltaiske batterier. Anvendt energi. Bind 353, del B, 1. januar 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
