Betavolt teknologi, en Beijing baseret virksomhed har annonceret miniaturisering af nukleare batteri ved hjælp af Ni-63 radioisotop og diamant halvleder (fjerde generation halvleder) modul.
Nuklear batteri (kendt forskelligt som atomisk batteri eller radioisotopbatteri eller radioisotopgenerator eller strålingsvoltaisk batteri eller Betavoltaisk batteri) består af en beta-emitterende radioisotop og en halvleder. Det genererer elektricitet gennem halvlederovergangen af beta-partikler (eller elektroner), der udsendes af radioisotopen nikkel-63. Betavoltaikken batteri (dvs. nukleare batteri, der bruger beta-partikelemissioner fra Ni-63 isotop til strømproduktion) teknologi er tilgængelig i over fem årtier siden den første opdagelse i 1913 og bruges rutinemæssigt i plads sektor til at drive rumfartøjers nyttelast. Dens energitæthed er meget høj, men udgangseffekten er meget lav. Den vigtigste fordel ved nukleare batteriet er langtidsholdbar, kontinuerlig strømforsyning i fem årtier.
Tabel: Typer af batteri
| Kemisk batteri konverterer kemisk energi, der er lagret i enheden, til elektricitet. Det er dybest set en elektrokemisk celle bestående af tre grundlæggende elementer - en katode, en anode og en elektrolyt. Kan genoplades, forskellige metaller og elektrolytter kan bruges, f.eks. batterier Alkaline, Nikkel Metal Hydride (NiMH) og Lithium Ion. Den har lav effekttæthed, men høj effekt. |
| Brændstof batteri omdanner den kemiske energi af et brændstof (ofte brint) og et oxidationsmiddel (ofte oxygen) til elektricitet. Hvis brint er brændstoffet, er de eneste produkter el, vand og varme. |
| Atombatteri (også kendt som Atombatteri or Radioisotop batteri or radioisotopgenerator el Strålings-voltaiske batterier) konverterer radioisotopenergi fra henfaldet af en radioaktiv isotop til at generere elektricitet. Atombatteri har høj energitæthed og er langtidsholdbare, men har ulempen ved lav effekt. Betavoltaisk batteri: et atombatteri, der bruger beta-emissioner (elektroner) fra radioisotopen. Røntgen-voltaisk batteri bruger røntgenstråling udsendt af radioisotopen. |
Betavolt teknologi's egentlige innovation er udviklingen af en enkrystal, fjerde generations diamanthalvleder med en tykkelse på 10 mikron. Diamant er mere velegnet til brug på grund af dens store båndgab på over 5eV og strålingsmodstand. Højeffektive diamantkonvertere er nøglen til fremstilling af nukleare batterier. Radioisotop Ni-63-plader med en tykkelse på 2 mikron placeres mellem to diamanthalvlederkonvertere. Batteriet er modulopbygget og består af flere uafhængige enheder. Batteriets effekt er 100 mikrowatt, spændingen er 3V og dimensionen er 15 X 15 X 5 mm3.
Det amerikanske firma Widetronix' betavoltaiske batteri bruger siliciumcarbid (SiC) halvleder.
BV100, miniature-atombatteriet, udviklet af Betavolt teknologi er i øjeblikket i pilotfasen og vil sandsynligvis gå ind i masseproduktionsfasen i nær fremtid. Dette kan bruges til at drive AI-udstyr, medicinsk udstyr, MEMS-systemer, avancerede sensorer, små droner og mikrorobotter.
Sådanne miniaturiserede mikrostrømkilder er behov for timen i lyset af fremskridt inden for nanoteknologi og elektronik.
Betavolt teknologi planlægger at lancere et batteri med en effekt på 1 watt i 2025.
Til beslægtet bemærkning rapporterer en nylig undersøgelse om et nyt røntgenstråling-voltaisk (røntgen-voltaisk) batteri med op til tre gange højere effekt end den for avancerede betavoltaik.
***
Referencer:
- Betavolt Technology 2024. Nyheder – Betavolt udvikler med succes atomenergibatteri til civilt brug. Opslået 8. januar 2024. Tilgængelig kl https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Nyt medlem af mikrostrømkilder til ekstreme miljøudforskninger: X-ray-voltaiske batterier. Anvendt energi. Bind 353, del B, 1. januar 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
 module. ){kind=link}