Betavolt-Technologie, ein in Peking ansässiges Unternehmen, hat die Miniaturisierung von angekündigt Kernenergie Batterie mit Ni-63-Radioisotop und Diamanthalbleitermodul (Halbleiter der vierten Generation).
Nuklear Batterie (auch bekannt als Atombatterie). austauschbare Akkus oder Radioisotopenbatterie oder Radioisotopengenerator oder Strahlungsvoltaikbatterie oder Betavoltaikbatterie) besteht aus einem Beta-emittierenden Radioisotop und einem Halbleiter. Es erzeugt Strom durch den Halbleiterübergang von Betateilchen (oder Elektronen), die vom Radioisotop Nickel-63 emittiert werden. Die Betavoltaik austauschbare Akkus (dh Kernenergie (Eine Batterie, die Betapartikelemissionen des Ni-63-Isotops zur Stromerzeugung nutzt) ist seit ihrer ersten Entdeckung im Jahr 1913 seit über fünf Jahrzehnten verfügbar und wird routinemäßig eingesetzt Raum Sektor, um Nutzlasten von Raumfahrzeugen anzutreiben. Seine Energiedichte ist sehr hoch, die Leistungsabgabe jedoch sehr gering. Der entscheidende Vorteil von Kernenergie Die Batterie sorgt für eine langlebige, kontinuierliche Stromversorgung für fünf Jahrzehnte.
Table: Batterietypen
| Chemische Batterie wandelt im Gerät gespeicherte chemische Energie in Elektrizität um. Es handelt sich im Grunde um eine elektrochemische Zelle, die aus drei Grundelementen besteht – einer Kathode, einer Anode und einem Elektrolyten. Kann wieder aufgeladen werden, es können verschiedene Metalle und Elektrolyte verwendet werden, z. B. Alkalibatterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) und Lithium-Ionen-Batterien. Es verfügt über eine geringe Leistungsdichte, aber eine hohe Ausgangsleistung. |
| Kraftstoffbatterie wandelt die chemische Energie eines Brennstoffs (häufig Wasserstoff) und eines Oxidationsmittels (häufig Sauerstoff) in Elektrizität um. Wenn Wasserstoff der Brennstoff ist, sind die einzigen Produkte Strom, Wasser und Wärme. |
| Atombatterie (auch bekannt als Atombatterie or Batterie aus Radioisotopen or Radioisotopengenerator oder Strahlungsvoltaische Batterien) wandelt Radioisotopenenergie aus dem Zerfall radioaktiver Isotope zur Stromerzeugung um. Kernbatterien haben eine hohe Energiedichte und sind langlebig, haben aber den Nachteil einer geringen Leistungsabgabe. Betavoltaik-Batterie: eine Kernbatterie, die Betaemissionen (Elektronen) des Radioisotops nutzt. Röntgenvoltaische Batterie nutzt die vom Radioisotop emittierte Röntgenstrahlung. |
Betavolt-TechnologieDie eigentliche Innovation ist die Entwicklung eines einkristallinen Diamanthalbleiters der vierten Generation mit einer Dicke von 10 Mikrometern. Diamant eignet sich aufgrund seiner großen Bandlücke von über 5 eV und seiner Strahlungsbeständigkeit besser für den Einsatz. Hocheffiziente Diamantkonverter sind der Schlüssel zur Herstellung von Atombatterien. Radioisotope Ni-63-Blätter mit einer Dicke von 2 Mikrometern werden zwischen zwei Diamant-Halbleiterkonvertern platziert. Die Batterie ist modular aufgebaut und besteht aus mehreren unabhängigen Einheiten. Die Leistung der Batterie beträgt 100 Mikrowatt, die Spannung beträgt 3 V und die Abmessungen betragen 15 x 15 x 5 mm3.
Die Betavoltaik-Batterie des amerikanischen Unternehmens Widetronix verwendet Siliziumkarbid (SiC)-Halbleiter.
BV100, die Miniatur-Atombatterie, entwickelt von Betavolt-Technologie befindet sich derzeit im Pilotstadium und dürfte in naher Zukunft in die Massenproduktion gehen. Dies könnte bei der Stromversorgung von KI-Geräten, medizinischen Geräten, MEMS-Systemen, fortschrittlichen Sensoren, kleinen Drohnen und Mikrorobotern zum Einsatz kommen.
Solche miniaturisierten Mikrostromquellen sind angesichts der Fortschritte in der Nanotechnologie und Elektronik ein Gebot der Stunde.
Betavolt-Technologie plant, im Jahr 1 eine Batterie mit einer Leistung von 2025 Watt auf den Markt zu bringen.
In diesem Zusammenhang wird in einer aktuellen Studie von einer neuartigen Röntgenvoltaik-Batterie (Röntgenvoltaik) berichtet, die eine bis zu dreimal höhere Leistungsabgabe als hochmoderne Betavoltaikbatterien aufweist.
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Literaturverzeichnis:
- Betavolt Technology 2024. News – Betavolt entwickelt erfolgreich Atomenergiebatterie für den zivilen Einsatz. Veröffentlicht am 8. Januar 2024. Verfügbar unter https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Neues Mitglied der Mikrostromquellen für extreme Umwelterkundungen: Röntgenvoltaik-Batterien. Angewandte Energie. Band 353, Teil B, 1. Januar 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
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