Betavolt-technologie, heeft een in Peking gevestigd bedrijf miniaturisatie aangekondigd van nucleair batterij met Ni-63 radio-isotoop en diamanthalfgeleidermodule (halfgeleider van de vierde generatie).
nucleair batterij (ook wel atomic Accu of radio-isotoopbatterij of radio-isotoopgenerator of stralingsvoltaïsche batterij of bètavoltaïsche batterij) bestaat uit een bèta-emitterende radio-isotoop en een halfgeleider. Het genereert elektriciteit via de halfgeleiderovergang van bètadeeltjes (of elektronen) die worden uitgezonden door de radio-isotoop nikkel-63. De bètavoltaïsche Accu (d.w.z nucleair batterij die bètadeeltjesemissies van de Ni-63-isotoop gebruikt voor energieopwekking) technologie is al meer dan vijf decennia beschikbaar sinds de eerste ontdekking in 1913 en wordt routinematig gebruikt in ruimte sector om de lading van ruimtevaartuigen aan te drijven. De energiedichtheid is erg hoog, maar het vermogen is erg laag. Het belangrijkste voordeel van nucleair De batterij heeft een lange levensduur en een continue stroomvoorziening gedurende vijf decennia.
Tabel: Soorten batterij
| Chemische batterij zet de in het apparaat opgeslagen chemische energie om in elektriciteit. Het is in feite een elektrochemische cel die bestaat uit drie basiselementen: een kathode, een anode en een elektrolyt. Kan worden opgeladen, er kunnen verschillende metalen en elektrolyten worden gebruikt, bijvoorbeeld Alkaline-batterijen, Nikkel Metaalhydride (NiMH) en Lithium Ion. Het heeft een lage vermogensdichtheid maar een hoog vermogen. |
| Brandstof batterij zet de chemische energie van een brandstof (vaak waterstof) en een oxidatiemiddel (vaak zuurstof) om in elektriciteit. Als waterstof de brandstof is, zijn de enige producten elektriciteit, water en warmte. |
| Nucleaire batterij (ook gekend als Atoombatterij or Radio-isotoop batterij or radio-isotoopgenerator of Straling-voltaïsche batterijen) zet radio-isotoopenergie uit het verval van radioactieve isotopen om in elektriciteitsopwekking. Kernbatterijen hebben een hoge energiedichtheid en gaan lang mee, maar hebben het nadeel van een laag vermogen. Bètavoltaïsche batterij: een nucleaire batterij die gebruik maakt van bèta-emissies (elektronen) van de radio-isotoop. Röntgen-voltaïsche batterij maakt gebruik van röntgenstraling uitgezonden door de radio-isotoop. |
Betavolt-technologieDe echte innovatie van het bedrijf is de ontwikkeling van een monokristallijne diamanthalfgeleider van de vierde generatie met een dikte van 10 micron. Diamant is geschikter voor gebruik vanwege de grote bandafstand van meer dan 5eV en stralingsweerstand. Hoogefficiënte diamantconverters zijn de sleutel tot de productie van nucleaire batterijen. Radio-isotoop Ni-63-vellen met een dikte van 2 micron worden tussen twee diamanten halfgeleiderconverters geplaatst. De batterij is modulair en bestaat uit verschillende onafhankelijke eenheden. Het vermogen van de batterij is 100 microwatt, de spanning is 3V en de afmeting is 15 X 15 X 5 mm3.
De bètavoltaïsche batterij van het Amerikaanse bedrijf Widetronix maakt gebruik van siliciumcarbide (SiC) halfgeleiders.
BV100, de miniatuur kernbatterij, ontwikkeld door Betavolt-technologie bevindt zich momenteel in de pilotfase en zal in de nabije toekomst waarschijnlijk de massaproductiefase ingaan. Dit zou gebruikt kunnen worden bij het aandrijven van AI-apparatuur, medische apparatuur, MEMS-systemen, geavanceerde sensoren, kleine drones en micro-robots.
Dergelijke geminiaturiseerde micro-energiebronnen zijn dringend nodig met het oog op de vooruitgang op het gebied van nanotechnologie en elektronica.
Betavolt-technologie is van plan om in 1 een batterij met een vermogen van 2025 watt te lanceren.
In verband hiermee rapporteert een recente studie een nieuwe röntgenstraling-voltaïsche (röntgen-voltaïsche) batterij met een tot driemaal hoger vermogen dan dat van de modernste bètavoltaïsche batterijen.
***
Referenties:
- Betavolt Technologie 2024. Nieuws – Betavolt ontwikkelt met succes atoomenergiebatterijen voor civiel gebruik. Geplaatst op 8 januari 2024. Beschikbaar op https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., c.s. 2024. Nieuw lid van micro-energiebronnen voor extreme omgevingsverkenningen: röntgen-voltaïsche batterijen. Toegepaste energie. Deel 353, deel B, 1 januari 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
