Nuklearne baterije kompanije Betavolt generišu električnu struju kroz poluprovodnički prelaz beta čestica koje emituje radioaktivni izvor nikla-63
Kineska kompanija Betavolt tvrdi da nuklearne baterije za civilnu upotrebu mogu stabilno i autonomno da proizvode električnu energiju 50 godina bez potrebe za punjenjem i održavanjem, prenosi The Economist Times.
Kako se navodi u saopštenju kompanije, baterije su ušle u pilot fazu i ove godine će se masovno proizvoditi na tržištu. Moći će i da zadovolje potrebe za dugotrajnim napajanjem u nekoliko oblasti kao što su avijacija, AI oprema, medicinska oprema, MEMS sistemi, napredni senzori, mali dronovi i nanoroboti.
Tehnologija raspada nuklearnog izotopa Nikl-63
Kineski stručnjaci kažu da ovaj proizvod kombinuje tehnologiju raspada nuklearnog izotopa Nikl-63 i prvog kineskog dijamantskog poluprovodnika (poluprovodnika 4. generacije) da bi uspješno realizovao minijaturizaciju baterija.
Dodaju da je ovim Kina istovremeno postigla inovaciju u dvije oblasti visoke tehnologije, baterijama nuklearne energije i dijamantskim poluprovodnicima četvrte generacije, što je stavlja daleko ispred evropskih i američkih naučnoistraživačkih institucija i kompanija.
Nuklearne baterije, poznate i kao atomske baterije ili radioizotopske baterije, rade na principu iskorišćavanja energije oslobođene raspadom nuklearnih izotopa i pretvaranja u električnu energiju preko poluprovodničkih pretvarača. U avijaciji se trenutno koriste samo termonuklearne baterije velike veličine i težine, koje imaju visoke unutrašnje temperature, skupe su i ne mogu ih koristiti civili.
Betavoltove nuklearne baterije razvijaju potpuno drugačiji tehnološki pristup, generišući električnu struju kroz poluprovodnički prelaz beta čestica (elektrona) koje emituje radioaktivni izvor nikla-63.
Da bi to postigao, Betavoltov tim naučnika je razvio jedinstveni monokristalni dijamantski poluprovodnik debljine samo 10 mikrona, postavljajući nikl-63 ploču debljine 2 mikrona između dva dijamantska poluprovodnička pretvarača.
Energija raspada radioaktivnog izvora se pretvara u električnu struju, formirajući nezavisnu jedinicu. Nuklearne baterije su modularne i mogu se sastojati od desetina ili stotina nezavisnih jediničnih modula i koristiti se u seriji ili paralelno, tako da se mogu proizvoditi baterijski proizvodi različitih veličina i kapaciteta.
BV100 – prva nuklearna baterija masovne proizvodnje na svijetu
Zhang Vei, predsednik i glavni izvršni direktor Betavolta, rekao je da je prvi proizvod koji će kompanija lansirati BV100, prva nuklearna baterija masovne proizvodnje na svijetu. Njegova snaga je 100 mikrovati, napon 3 V, a zapremina 15 x 15 x 5 kubnih milimetara je manja od novčića.
Nuklearne baterije proizvode električnu energiju svakog minuta, 8,64 džula dnevno, ili 3.153 džula godišnje. Nekoliko takvih baterija može se koristiti u seriji i paralelno. Kompanija planira da lansira bateriju od 1 vati 2025. godine.
Betavolt kaže da bi njegove nuklearne baterije mogle da omoguće da se mobilni telefon nikada ne puni, a dronovi koji danas mogu da lete samo 15 minuta sada mogu da lete neprekidno.
Gustina energije nove baterije je više od 10 puta veća od litijum-jonske baterije. Može da skladišti 3300 megavat sati u bateriji od 1 grama. Neće se zapaliti ili eksplodirati kao odgovor na udar i oštećenje, može normalno da radi u opsegu od 120 stepeni iznad nule i -60 stepeni i nema samopražnjenja.
Kako rade Betavolt baterije?
Osnovni princip iza Betavolt baterija leži u pretvaranju kinetičke energije iz beta čestica u električnu energiju. Unutar ovih baterija nalazi se pažljivo izmjerena količina radioaktivnog materijala koji prolazi kroz beta raspad. Kako se beta čestice emituju, one se sudaraju sa kolektorom, pokrećući električnu struju kroz betavoltaični efekat.
Ova inovacija ne samo da zaobilazi ograničenja hemijskih reakcija već i nagovještava potencijal za produženi vijek trajanja baterije.
Tehničke zamršenosti Betavolt baterija zadiru u efikasno hvatanje i konverziju energije koja se oslobađa tokom beta raspada. Odabir radioaktivnog materijala, njegovo vrijeme poluraspada i složen dizajn same baterije su kritični faktori koji oblikuju ukupne performanse i izlaznu energiju.
Bezbjednost baterije
Istraživači istražuju različite materijale, uzimajući u obzir faktore kao što su stope raspadanja i bezbjednost.
Iz Betavolta ističu da je baterija apsolutno bezbjedna, nema spoljašnje zračenje i pogodna je za upotrebu u medicinskim uređajima poput pejsmejkera, vještačkih srca i pužnica (dio uha) u ljudskom tijelu, a takođe je i ekološki prihvatljiva.
Nakon perioda raspadanja izotopa nikla-63, radioaktivni izvor se pretvara u stabilan izotop bakra koji nije radioaktivan i ne predstavlja prijetnju za zagađenje životne sredine. Za razliku od postojećih hemijskih baterija, nuklearne baterije ne zahtijevaju skupe procese recikliranja.
Trenutno je Betavolt registrovao patent u Pekingu i počeće da registruje globalne PCT patente. Takođe je komunicirao sa kineskim profesionalnim nuklearnim istraživačkim institucijama i univerzitetima i planira da nastavi istraživanja o korišćenju izotopa kao što su stroncijum-90, prometijum-147 i deuterijum za razvoj baterija za nuklearnu energiju veće snage i vijeka trajanja od 2 do 30 godina.
(IT mixer)
