ANNONS

Är 'Nuclear Battery' på väg att bli myndig?

Betavolt-teknik, ett Pekingbaserat företag har tillkännagett miniatyrisering av kärnbatterier med hjälp av Ni-63 radioisotop och diamanthalvledarmodul (fjärde generationens halvledare).  

Nukleärt batteri (kallat atomärt batteri or radioisotope battery or radioisotope generator or radiation-voltaic battery or Betavoltaic battery) consists of a beta-emitting radioisotope and a semiconductor. It generates electricity through the semiconductor transition of beta particles (or electrons) emitted by the radioisotope nickel-63. The Betavoltaic batteri (i.e. nuclear battery that uses beta particle emissions from Ni-63 isotope for power generation) technology is available for over five decades since first discovery in 1913 and is routinely used in space sector to power spacecraft payloads. Its energy density is very high but power output is very low. The key advantage of nuclear battery is long-lasting, continuous power supply for five decades. 

Tabell: Typer av batteri

Kemiskt batteri
omvandlar kemisk energi som lagras i enheten till elektricitet. Det är i grunden en elektrokemisk cell som består av tre grundläggande element - en katod, en anod och en elektrolyt. Kan laddas, olika metaller och elektrolyter kan användas t.ex. batterier Alkaline, Nickel Metal Hydride (NiMH) och Litium Ion. Den har låg effekttäthet men hög effekt.  
Bränslebatteri
omvandlar den kemiska energin hos ett bränsle (ofta väte) och ett oxidationsmedel (ofta syre) till elektricitet. Om väte är bränslet är de enda produkterna el, vatten och värme. 
Kärnbatteri (även känd som Atombatteri or Radioisotopbatteri or radioisotopgenerator eller Strålnings-voltaiska batterier)
omvandlar radioisotopenergi från sönderfallet av en radioaktiv isotop för att generera elektricitet.  

Betavoltaiskt batteri: ett kärnbatteri som använder beta-emissioner (elektroner) från radioisotopen.  

Röntgen-voltaiskt batteri använder röntgenstrålning som sänds ut av radioisotopen. Kärnbatterier har hög energitäthet och håller länge men har nackdelen med låg effekt. 

Betavolt-teknikDen verkliga innovationen är utvecklingen av en enkristall, fjärde generationens diamanthalvledare med en tjocklek på 10 mikron. Diamond är mer lämplig att använda på grund av dess stora bandgap på över 5eV och strålningsmotstånd. Högeffektiva diamantomvandlare är nyckeln till tillverkning av kärnkraftsbatterier. Radioisotop Ni-63-skivor med 2 mikron tjocklek placeras mellan två diamanthalvledaromvandlare. Batteriet är modulärt och består av flera oberoende enheter. Batteriets effekt är 100 mikrowatt, spänningen är 3V och dimensionen är 15 X 15 X 5 mm3

Det amerikanska företaget Widetronix betavoltaiska batteri använder halvledare av kiselkarbid (SiC). 

BV100, miniatyrkärnbatteriet, utvecklat av Betavolt-teknik är för närvarande i pilotstadiet och kommer sannolikt att gå in i massproduktionsstadiet inom en snar framtid. Detta kan användas för att driva AI-utrustning, medicinsk utrustning, MEMS-system, avancerade sensorer, små drönare och mikrorobotar. 

Sådana miniatyriserade mikrokraftkällor behövs varje timme med tanke på framsteg inom nanoteknik och elektronik.  

Betavolt-teknik planerar att lansera ett batteri med en effekt på 1 watt 2025. 

På relaterad anteckning rapporterar en nyligen genomförd studie ett nytt röntgenstrålnings-voltaiskt (röntgen-voltaiskt) batteri med upp till tre gånger högre uteffekt än den för toppmodern betavoltaik. 

*** 

Referenser:  

  1. Betavolt Technology 2024. Nyheter – Betavolt utvecklar framgångsrikt atomenergibatteri för civilt bruk. Upplagt 8 januari 2024. Finns på https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html 
  2. Zhao Y., et al, 2024. Ny medlem av mikrokraftkällor för extrema miljöutforskningar: röntgenbatterier. Tillämpad energi. Volym 353, del B, 1 januari 2024, 122103/ DOI:  https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103 

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Vetenskapsjournalist | Grundare redaktör, Scientific European magazine

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Uppdateras med alla de senaste nyheterna, erbjudanden och specialmeddelanden.

Mest populära artiklar

Tjänsten Research.fi tillhandahåller information om forskare i Finland

Tjänsten Research.fi, som underhålls av utbildningsministeriet...

Nytt hopp för att attackera den dödligaste formen av malaria

En uppsättning studier beskriver en mänsklig antikropp som...

Thapsigargin (TG): Ett potentiellt anti-cancer och bredspektrum antiviralt medel som kan vara effektivt mot...

Det växtbaserade medlet, Thapsigargin (TG) har använts i traditionella...
- Annons -
94,523FläktarTycka om
47,683följareFölj
1,772följareFölj
30abonnenterPrenumerera