تقنية بيتافولت, a Beijing based company has announced miniaturization of نووي battery using Ni-63 radioisotope and diamond semiconductor (fourth generation semiconductor) module.
نووي battery (known variously as atomic بطارية 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 بطارية (أي نووي 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 الفضاء sector to power spacecraft payloads. Its energy density is very high but power output is very low. The key advantage of نووي battery is long-lasting, continuous power supply for five decades.
الجدول: أنواع البطاريات
| بطارية كيميائية يحول الطاقة الكيميائية المخزنة في الجهاز إلى كهرباء. إنها في الأساس خلية كهروكيميائية تتكون من ثلاثة عناصر أساسية - الكاثود والأنود والكهارل. يمكن إعادة شحنها، ويمكن استخدام معادن وإلكتروليتات مختلفة، على سبيل المثال، البطاريات القلوية، وهيدريد معدن النيكل (NiMH)، وأيون الليثيوم. لديها كثافة طاقة منخفضة ولكن خرج طاقة عالي. |
| بطارية وقود يحول الطاقة الكيميائية للوقود (غالبًا الهيدروجين) وعامل مؤكسد (غالبًا الأكسجين) إلى كهرباء. إذا كان الهيدروجين هو الوقود، فإن المنتجات الوحيدة هي الكهرباء والماء والحرارة. |
| البطارية النووية (المعروف أيضا باسم البطارية الذرية or بطارية النظائر المشعة or مولد النظائر المشعة أو البطاريات الإشعاعية الفولتية) converts radioisotope energy from the decay of a radioactive isotopes to generate electricity. Nuclear battery has high energy density and are long lasting but has the disadvantage of low power output. بطارية بيتافولتية: بطارية نووية تستخدم انبعاثات بيتا (الإلكترونات) من النظائر المشعة. بطارية الأشعة السينية الفولتية يستخدم الأشعة السينية المنبعثة من النظائر المشعة. |
تقنية بيتافولتالابتكار الحقيقي لشركة هو تطوير بلورة واحدة من أشباه الموصلات الماسية من الجيل الرابع بسمك 10 ميكرون. يعد الماس أكثر ملاءمة للاستخدام نظرًا لفجوة نطاقه الكبيرة التي تزيد عن 5 فولت ومقاومته للإشعاع. تعتبر محولات الماس عالية الكفاءة هي المفتاح لتصنيع البطاريات النووية. يتم وضع صفائح النظائر المشعة Ni-63 بسمك 2 ميكرون بين محولي أشباه الموصلات الماسيين. البطارية معيارية تتكون من عدة وحدات مستقلة. قوة البطارية 100 ميكرووات الجهد 3 فولت والأبعاد 15 × 15 × 5 ملم3.
تستخدم البطارية البيتافولتية التي تنتجها الشركة الأمريكية Widetronix أشباه الموصلات من كربيد السيليكون (SiC).
BV100، البطارية النووية المصغرة، التي طورتها تقنية بيتافولت حاليًا في المرحلة التجريبية ومن المحتمل أن يدخل مرحلة الإنتاج الضخم في المستقبل القريب. يمكن استخدام هذا في تشغيل معدات الذكاء الاصطناعي، والمعدات الطبية، وأنظمة MEMS، وأجهزة الاستشعار المتقدمة، والطائرات الصغيرة بدون طيار، والروبوتات الصغيرة.
إن مثل هذه المصادر الصغيرة للطاقة هي حاجة ملحة في ضوء التقدم في تكنولوجيا النانو والإلكترونيات.
تقنية بيتافولت تخطط لإطلاق بطارية بقوة 1 واط في عام 2025.
وفي ملاحظة ذات صلة، تشير دراسة حديثة إلى وجود بطارية جديدة تعمل بالأشعة السينية الفولتية (الأشعة السينية الفولتية) ذات إنتاج طاقة أعلى بما يصل إلى ثلاثة أضعاف تلك الموجودة في البطاريات البيتافولتية الحديثة.
***
المراجع:
- تقنية Betavolt 2024. الأخبار – نجحت شركة Betavolt في تطوير بطارية الطاقة الذرية للاستخدام المدني. تم النشر في 8 يناير 2024. متاح على https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- تشاو ي.، وآخرون 2024. عضو جديد في مصادر الطاقة الصغيرة للاستكشافات البيئية القصوى: بطاريات الأشعة السينية الفولتية. الطاقة التطبيقية. المجلد 353، الجزء ب، 1 يناير 2024، 122103/DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
