Betavolt tækni, fyrirtæki með aðsetur í Peking hefur tilkynnt smækningu á kjarnorku rafhlaða sem notar Ni-63 geislasamsætu og demants hálfleiðara (fjórða kynslóð hálfleiðara) mát.
Nuclear rafhlaða (þekkt ýmist sem atóm rafhlaða eða geislasamsætu rafhlöðu eða geislasamsætu rafall eða geisla-voltaic rafhlaða eða Betavoltaic rafhlaða) samanstendur af beta-emitting geislasamsætu og hálfleiðara. Það framleiðir rafmagn í gegnum hálfleiðara umskipti beta-agna (eða rafeinda) sem geislasamsætan nikkel-63 gefur frá sér. Betavoltaic rafhlaða (Þ.e. kjarnorku rafhlaða sem notar beta-agnalosun frá Ni-63 samsætu til orkuframleiðslu) tækni er fáanleg í meira en fimm áratugi frá fyrstu uppgötvun árið 1913 og er reglulega notuð í pláss geira til að knýja farmfar geimfara. Orkuþéttleiki þess er mjög hár en aflframleiðsla er mjög lág. Helsti kosturinn við kjarnorku rafhlaðan er langvarandi, samfelld aflgjafi í fimm áratugi.
Tafla: Tegundir rafhlöðu
| Efna rafhlaða breytir efnaorku sem geymd er í tækinu í rafmagn. Það er í grundvallaratriðum rafefnafræðileg klefi sem samanstendur af þremur grunnþáttum - bakskaut, rafskaut og raflausn. Hægt að endurhlaða, mismunandi málma og raflausn er hægt að nota td rafhlöður Alkaline, Nikkel Metal Hydride (NiMH) og Lithium Ion. Það hefur lágan aflþéttleika en mikil afköst. |
| Eldsneytis rafhlaða breytir efnaorku eldsneytis (oft vetnis) og oxunarefnis (oft súrefni) í rafmagn. Ef vetni er eldsneytið eru einu vörurnar rafmagn, vatn og hiti. |
| Kjarnorku rafhlaða (einnig þekkt sem Atóm rafhlaða or Radioisotope rafhlaða or geislasamsætu rafall eða Geislunar-rafhlöður) breytir geislasamsætuorku frá rotnun geislavirkra samsæta til að framleiða rafmagn. Kjarnorkurafhlaða hefur mikla orkuþéttleika og endist lengi en hefur þann ókost að afköst eru lítil. Betavoltaic rafhlaða: kjarnorku rafhlaða sem notar beta-losun (rafeindir) frá geislasamsætunni. Röntgengeisla rafhlaða notar röntgengeislun sem geislasamsætan gefur frá sér. |
Betavolt tækniRaunveruleg nýjung hans er þróun á einskristal, fjórðu kynslóðar demantshálfleiðara með 10 míkron þykkt. Demantur hentar betur til notkunar vegna stórs bandbils yfir 5eV og geislunarþols. Hagkvæmir demantarbreytir eru lykillinn að framleiðslu kjarnorkurafhlöðu. Radioisotope Ni-63 blöð með 2 míkron þykkt eru sett á milli tveggja demantar hálfleiðara breyta. Rafhlaðan er mát sem samanstendur af nokkrum sjálfstæðum einingum. Afl rafhlöðunnar er 100 míkróvött, spennan er 3V og stærðin er 15 X 15 X 5 mm3.
Betavoltaic rafhlaða bandaríska fyrirtækisins Widetronix notar kísilkarbíð (SiC) hálfleiðara.
BV100, litla kjarnorku rafhlaðan, þróuð af Betavolt tækni er nú á tilraunastigi og mun líklega fara í fjöldaframleiðslu á næstunni. Þetta gæti nýst við að knýja gervigreindarbúnað, lækningatæki, MEMS kerfi, háþróaða skynjara, litla dróna og örvélmenni.
Slíkir smækkaðir öraflgjafar eru þörf á klukkutíma í ljósi framfara í nanótækni og rafeindatækni.
Betavolt tækni ætlar að setja á markað rafhlöðu með 1 wött afli árið 2025.
Á tengdum athugasemdum, nýleg rannsókn greinir frá nýrri röntgengeislunarrafhlöðu (röntgengeislunarrafhlöðu) með allt að þrisvar sinnum hærra afköst en í nýjustu betavoltaics.
***
Tilvísanir:
- Betavolt Tækni 2024. Fréttir – Betavolt þróar kjarnorku rafhlöðu með góðum árangri til borgaralegra nota. Sent 8. janúar 2024. Fæst á https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Nýr meðlimur öraflgjafa fyrir miklar umhverfisrannsóknir: Röntgengeisla rafhlöður. Beitt orka. 353. bindi, hluti B, 1. janúar 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
