تبلیغات

آیا «باتری هسته‌ای» وارد دوران بلوغ می‌شود؟

فناوری بتاولت، یک شرکت مستقر در پکن اعلام کرده است کوچک سازی هستهای باتری با استفاده از رادیو ایزوتوپ Ni-63 و ماژول نیمه هادی الماس (نیمه هادی نسل چهارم).  

هستهای باتری (معروف به اتمی باتری یا باتری رادیوایزوتوپ یا ژنراتور رادیوایزوتوپ یا باتری تابشی-ولتائیک یا باتری بتاولتائیک) از یک رادیو ایزوتوپ ساطع کننده بتا و یک نیمه هادی تشکیل شده است. این الکتریسیته از طریق انتقال نیمه هادی ذرات بتا (یا الکترون) ساطع شده توسط رادیوایزوتوپ نیکل-63 تولید می کند. بتاولتائیک باتری (به عنوان مثال هستهای باتری که از انتشار ذرات بتا از ایزوتوپ Ni-63 برای تولید برق استفاده می کند) فناوری برای بیش از پنج دهه از اولین کشف در سال 1913 در دسترس است و به طور معمول در فضا بخش برای تامین انرژی محموله های فضاپیما. چگالی انرژی آن بسیار زیاد است اما توان خروجی آن بسیار کم است. مزیت کلیدی از هستهای باتری با دوام و منبع تغذیه مداوم برای پنج دهه است. 

جدول: انواع باتری

باتری شیمیایی
انرژی شیمیایی ذخیره شده در دستگاه را به الکتریسیته تبدیل می کند. اساساً یک سلول الکتروشیمیایی است که از سه عنصر اساسی - کاتد، آند و الکترولیت تشکیل شده است. می توان شارژ کرد، فلزات و الکترولیت های مختلف را می توان استفاده کرد، به عنوان مثال، باتری های قلیایی، نیکل فلز هیدرید (NiMH) و یون لیتیوم. دارای چگالی توان کم اما توان خروجی بالا است.  
باتری سوخت
انرژی شیمیایی یک سوخت (اغلب هیدروژن) و یک عامل اکسید کننده (اغلب اکسیژن) را به الکتریسیته تبدیل می کند. اگر هیدروژن سوخت باشد، تنها محصولات برق، آب و گرما هستند. 
باتری هسته ای (همچنین به عنوان شناخته شده باتری اتمی or باتری رادیوایزوتوپ or مولد رادیوایزوتوپ یا باتری های تابشی-ولتائیک) انرژی رادیوایزوتوپ حاصل از فروپاشی ایزوتوپ های رادیواکتیو را به تولید الکتریسیته تبدیل می کند. باتری هسته ای چگالی انرژی بالایی دارد و عمر طولانی دارد، اما نقطه ضعف آن خروجی کم است. 

باتری بتاولتائیک: باتری هسته ای که از انتشار بتا (الکترون) از رادیوایزوتوپ استفاده می کند.  

باتری ولتایی اشعه ایکس از تابش اشعه ایکس ساطع شده از رادیوایزوتوپ استفاده می کند.  

فناوری بتاولتنوآوری واقعی این شرکت توسعه یک نیمه هادی الماسی تک بلوری نسل چهارم با ضخامت 10 میکرون است. الماس به دلیل شکاف باند بزرگ بیش از 5eV و مقاومت در برابر تشعشع برای استفاده مناسب تر است. مبدل های الماسی با راندمان بالا کلید تولید باتری های هسته ای هستند. ورق های رادیوایزوتوپ Ni-63 با ضخامت ۲ میکرون بین دو مبدل نیمه هادی الماسی قرار می گیرند. باتری ماژولار است که از چندین واحد مستقل تشکیل شده است. توان باتری 2 میکرووات، ولتاژ 100 ولت و ابعاد 3 x 15 x 15 میلی متر است.3

باتری بتاولتائیک شرکت آمریکایی Widetronix از نیمه هادی سیلیکون کاربید (SiC) استفاده می کند. 

BV100، باتری مینیاتوری هسته ای، توسعه یافته توسط فناوری بتاولت در حال حاضر در مرحله آزمایشی است و احتمالا در آینده نزدیک وارد مرحله تولید انبوه خواهد شد. این می تواند در تامین انرژی تجهیزات هوش مصنوعی، تجهیزات پزشکی، سیستم های MEMS، حسگرهای پیشرفته، پهپادهای کوچک و میکرو ربات ها استفاده شود. 

با توجه به پیشرفت‌های نانوتکنولوژی و الکترونیک، چنین منابع ریز انرژی کوچکی نیاز به روز دارند.  

فناوری بتاولت قصد دارد در سال 1 یک باتری با توان 2025 وات عرضه کند. 

در یادداشت مرتبط، یک مطالعه اخیر یک باتری جدید تابشی اشعه ایکس-ولتائیک (پرتو ایکس-ولتائیک) با قدرت خروجی حداکثر سه برابر بیشتر از باتری های پیشرفته بتاولتائیک را گزارش می دهد. 

*** 

منابع:  

  1. فناوری Betavolt 2024. اخبار – Betavolt با موفقیت باتری انرژی اتمی را برای استفاده غیرنظامی توسعه داد. ارسال شده در 8 ژانویه 2024. موجود در https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html 
  2. ژائو ی.، و همکاران 2024. عضو جدید منابع میکرو انرژی برای اکتشافات شدید محیطی: باتری های ولتایی اشعه ایکس. انرژی کاربردی جلد 353، قسمت ب، 1 ژانویه 2024، 122103/ DOI:  https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103 

*** 

اومش پراساد
اومش پراساد
روزنامه نگار علمی | موسس ویراستار، مجله علمی اروپایی

مشترک شدن در خبرنامه ما

برای به روزرسانی با آخرین اخبار ، پیشنهادات و اطلاعیه های ویژه

رایج ترین مقالات

نوع ژنی که در برابر COVID-19 شدید محافظت می کند

یک نوع ژنی از OAS1 در...

هدر رفتن غذا به دلیل دور ریختن زودهنگام: یک سنسور کم هزینه برای تست تازگی

دانشمندان با استفاده از فناوری PEGS یک حسگر ارزان قیمت ساخته اند...

مهندسی بافت: یک هیدروژل زیست فعال بافت خاص

دانشمندان برای اولین بار یک ماده تزریقی ساختند...
- تبلیغات -
94,418طرفدارانپسندیدن
47,664دنبالدنبال کردن
1,772دنبالدنبال کردن
30مشترکیناشتراک