Technológia Betavolt, spoločnosť so sídlom v Pekingu oznámila miniaturizáciu nukleárnej batérie pomocou rádioizotopu Ni-63 a diamantového polovodičového (polovodiča štvrtej generácie) modulu.
Nukleárna batéria (známa rôzne ako atómová batérie alebo rádioizotopová batéria alebo rádioizotopový generátor alebo radiačná voltaická batéria alebo betavoltaická batéria) pozostáva z rádioizotopu emitujúceho beta a polovodiča. Vytvára elektrinu prostredníctvom polovodičového prechodu beta častíc (alebo elektrónov) emitovaných rádioizotopom niklu-63. Betavoltaická batérie (tj nukleárnej batéria, ktorá využíva emisie beta častíc z izotopu Ni-63 na výrobu energie) technológia je dostupná už viac ako päť desaťročí od prvého objavu v roku 1913 a bežne sa používa v priestor sektor na poháňanie užitočného zaťaženia kozmických lodí. Jeho hustota energie je veľmi vysoká, ale výkon je veľmi nízky. Kľúčovou výhodou nukleárnej batéria je trvanlivé, nepretržité napájanie po dobu piatich desaťročí.
Tabuľka: Typy batérií
| Chemická batéria premieňa chemickú energiu uloženú v zariadení na elektrickú. Ide v podstate o elektrochemický článok pozostávajúci z troch základných prvkov – katódy, anódy a elektrolytu. Môžu sa nabíjať, môžu sa použiť rôzne kovy a elektrolyty, napr. batérie alkalické, niklovo-metalhydridové (NiMH) a lítium-iónové. Má nízku hustotu výkonu, ale vysoký výkon. |
| Palivová batéria premieňa chemickú energiu paliva (často vodíka) a oxidačného činidla (často kyslíka) na elektrickú energiu. Ak je palivom vodík, jedinými produktmi sú elektrina, voda a teplo. |
| Jadrová batéria (tiež známy ako Atómová batéria or Rádioizotopová batéria or rádioizotopový generátor resp Radiačno-voltaické batérie) premieňa rádioizotopovú energiu z rozpadu rádioaktívnych izotopov na výrobu elektriny. Jadrové batérie majú vysokú hustotu energie a majú dlhú životnosť, ale ich nevýhodou je nízky výkon. Betavoltaická batéria: jadrová batéria, ktorá využíva beta emisie (elektróny) z rádioizotopu. Röntgenová batéria využíva röntgenové žiarenie emitované rádioizotopom. |
Technológia BetavoltSkutočnou inováciou je vývoj jednokryštálového diamantového polovodiča štvrtej generácie s hrúbkou 10 mikrónov. Diamant je vhodnejší na použitie vďaka veľkej šírke pásma nad 5 eV a odolnosti voči žiareniu. Vysokoúčinné diamantové konvertory sú kľúčom k výrobe jadrových batérií. Rádioizotopové dosky Ni-63 s hrúbkou 2 mikróny sú umiestnené medzi dvoma diamantovými polovodičovými konvertormi. Batéria je modulárna pozostávajúca z niekoľkých nezávislých jednotiek. Výkon batérie je 100 mikrowattov, napätie 3V a rozmer 15 x 15 x 5 mm3.
Betavoltaická batéria americkej firmy Widetronix používa polovodič z karbidu kremíka (SiC).
BV100, miniatúrna jadrová batéria, vyvinutá spoločnosťou Technológia Betavolt je v súčasnosti v pilotnej fáze a pravdepodobne v blízkej budúcnosti vstúpi do fázy sériovej výroby. To by mohlo nájsť využitie pri napájaní zariadení AI, zdravotníckych zariadení, systémov MEMS, pokročilých senzorov, malých dronov a mikrorobotov.
Takéto miniaturizované mikrozdroje energie sú potrebné z hľadiska pokroku v nanotechnológii a elektronike.
Technológia Betavolt plánuje uviesť na trh batériu s výkonom 1 watt v roku 2025.
V súvislosti s tým nedávna štúdia uvádza novú röntgenovú radiačnú voltaickú (röntgenovú voltaickú) batériu s až trojnásobne vyšším výkonom ako má najmodernejšia betavoltaika.
***
Referencie:
- Betavolt Technology 2024. Novinky – Betavolt úspešne vyvíja batériu pre atómovú energiu pre civilné použitie. Uverejnené 8. januára 2024. Dostupné na https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Nový člen mikrozdrojov energie pre extrémne prieskumy životného prostredia: RTG-voltaické batérie. Aplikovaná energia. Zväzok 353, časť B, 1. januára 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
