Betavolt tehnoloogia, Pekingis asuv ettevõte on teatanud ettevõtte miniaturiseerimisest tuuma- aku, mis kasutab Ni-63 radioisotoopi ja teemantpooljuht (neljanda põlvkonna pooljuht) moodulit.
Tuuma- aku (tuntud erinevalt kui aatom aku või radioisotoopide aku või radioisotoopide generaator või kiirgus-voltaic patarei või Betavoltaic patarei) koosneb beeta-kiirgust kiirgavast radioisotoobist ja pooljuhist. See toodab elektrit radioisotoobi nikkel-63 poolt kiiratavate beetaosakeste (või elektronide) pooljuhtide ülemineku kaudu. Betavoltaic aku (st tuuma- aku, mis kasutab energia tootmiseks Ni-63 isotoobi beetaosakeste heitkoguseid) tehnoloogia on saadaval üle viie aastakümne alates esmaavastamisest 1913. aastal ja seda kasutatakse rutiinselt ruum kosmoselaevade kasulike koormate varustamiseks. Selle energiatihedus on väga kõrge, kuid väljundvõimsus on väga madal. Peamine eelis tuuma- aku on kauakestev, pidev toide viieks aastakümneks.
Tabel: Aku tüübid
| Keemiline aku muudab seadmesse salvestatud keemilise energia elektriks. Põhimõtteliselt on see elektrokeemiline element, mis koosneb kolmest põhielemendist - katood, anood ja elektrolüüt. Saab laadida, kasutada saab erinevaid metalle ja elektrolüüte, nt leelis-, nikkelmetallhüdriid- (NiMH) ja liitiumioonpatareid. Sellel on madal võimsustihedus, kuid suur väljundvõimsus. |
| Kütuse aku muundab kütuse (sageli vesiniku) ja oksüdeeriva aine (sageli hapniku) keemilise energia elektriks. Kui kütus on vesinik, on ainsad tooted elekter, vesi ja soojus. |
| Tuumaaku (tuntud ka kui Aatomi aku or Radioisotoobi aku or radioisotoopide generaator või Kiirgus-voltaic akud) muundab radioaktiivsete isotoopide lagunemisel tekkiva radioisotoopide energia elektri tootmiseks. Tuumaakudel on kõrge energiatihedus ja need on kauakestvad, kuid selle puuduseks on madal väljundvõimsus. Betavoltaic aku: tuumapatarei, mis kasutab radioisotoobi beeta-emissioone (elektrone). Röntgen-voltaic aku kasutab radioisotoobi poolt kiiratavat röntgenkiirgust. |
Betavolt tehnoloogiaTõeline uuendus on 10 mikroni paksuse ühekristallilise neljanda põlvkonna teemantpooljuhi väljatöötamine. Teemant on kasutamiseks sobivam oma suure, üle 5eV ribalaiuse ja kiirguskindluse tõttu. Kõrge efektiivsusega teemantmuundurid on tuumapatareide tootmise võti. Kahe teemantpooljuhtmuunduri vahele asetatakse 63 mikroni paksused radioisotoobi Ni-2 lehed. Aku on modulaarne, mis koosneb mitmest sõltumatust üksusest. Aku võimsus on 100 mikrovatti, pinge 3V ja mõõtmed 15 x 15 x 5 mm3.
Ameerika firma Widetronix betavolta aku kasutab ränikarbiidi (SiC) pooljuhti.
BV100, miniatuurne tuumapatarei, mille on välja töötanud Betavolt tehnoloogia on praegu katsestaadiumis ja tõenäoliselt jõuab lähitulevikus masstootmise etappi. Seda võiks kasutada tehisintellektiseadmete, meditsiiniseadmete, MEMS-süsteemide, täiustatud andurite, väikeste droonide ja mikrorobotite toitel.
Sellised miniatuursed mikrotoiteallikad on nanotehnoloogia ja elektroonika arengut silmas pidades tunnivajadused.
Betavolt tehnoloogia plaanib 1. aastal turule tuua 2025-vatise võimsusega aku.
Seoses sellega seoses teatab hiljutine uuring uudsest röntgenikiirguse-voltaic (röntgenikiirguse-voltaic) akust, mille väljundvõimsus on kuni kolm korda suurem kui tipptasemel beetavoltaikadel.
***
viited:
- Betavolt Technology 2024. Uudised – Betavolt arendab edukalt tsiviilkasutuseks mõeldud aatomienergiaakut. Postitatud 8. jaanuaril 2024. Saadaval aadressil https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Uus mikrotoiteallikate liige ekstreemsete keskkonnauuringute jaoks: röntgen-voltaiakud. Rakendusenergia. 353. köide, B osa, 1. jaanuar 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
