เทคโนโลยีเบตาโวลท์ซึ่งเป็นบริษัทที่ตั้งอยู่ในกรุงปักกิ่งได้ประกาศการย่อขนาดของ นิวเคลียร์ แบตเตอรี่ที่ใช้ไอโซโทปรังสี Ni-63 และโมดูลเซมิคอนดักเตอร์เพชร (เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สี่)
นิวเคลียร์ แบตเตอรี่ (รู้จักกันในชื่อต่าง ๆ อะตอม แบตเตอรี่ หรือแบตเตอรี่ไอโซโทปรังสีหรือเครื่องกำเนิดไอโซโทปรังสีหรือแบตเตอรี่รังสีโวลตาอิกหรือแบตเตอรี่เบตาโวลตาอิก) ประกอบด้วยไอโซโทปรังสีที่ปล่อยเบต้าและสารกึ่งตัวนำ มันสร้างกระแสไฟฟ้าผ่านการเปลี่ยนเซมิคอนดักเตอร์ของอนุภาคบีตา (หรืออิเล็กตรอน) ที่ปล่อยออกมาจากไอโซโทปรังสีนิกเกิล-63 เบตาโวลตาอิก แบตเตอรี่ (เช่น นิวเคลียร์ แบตเตอรี่ที่ใช้การปล่อยอนุภาคเบต้าจากไอโซโทป Ni-63 เพื่อผลิตพลังงาน) เทคโนโลยีนี้มีมานานกว่าห้าทศวรรษนับตั้งแต่การค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 1913 และมีการใช้เป็นประจำใน ช่องว่าง ภาคส่วนเพื่อขับเคลื่อนน้ำหนักบรรทุกของยานอวกาศ ความหนาแน่นของพลังงานสูงมากแต่กำลังส่งออกต่ำมาก ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ นิวเคลียร์ แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานและจ่ายไฟได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาห้าทศวรรษ
ตาราง: ประเภทของแบตเตอรี่
| แบตเตอรี่เคมี แปลงพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในเครื่องเป็นไฟฟ้า โดยพื้นฐานแล้วมันคือเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานสามประการ ได้แก่ แคโทด แอโนด และอิเล็กโทรไลต์ สามารถชาร์จใหม่ได้ สามารถใช้โลหะและอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ ได้ เช่น แบตเตอรี่อัลคาไลน์ นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH) และลิเธียมไอออน มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำ แต่มีเอาต์พุตกำลังสูง |
| แบตเตอรี่น้ำมันเชื้อเพลิง แปลงพลังงานเคมีของเชื้อเพลิง (มักเป็นไฮโดรเจน) และสารออกซิไดซ์ (มักเป็นออกซิเจน) ให้เป็นไฟฟ้า หากไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง ผลิตภัณฑ์เพียงอย่างเดียวคือไฟฟ้า น้ำ และความร้อน |
| แบตเตอรี่นิวเคลียร์ (ยังเป็นที่รู้จัก แบตเตอรี่อะตอม or แบตเตอรี่ไอโซโทปรังสี or เครื่องกำเนิดไอโซโทปรังสีหรือ แบตเตอรี่รังสี-โวลตาอิก) แปลงพลังงานไอโซโทปรังสีจากการสลายไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แบตเตอรี่นิวเคลียร์มีความหนาแน่นของพลังงานสูงและมีอายุการใช้งานยาวนาน แต่มีข้อเสียคือใช้พลังงานต่ำ แบตเตอรี่เบตาโวลตาอิก: แบตเตอรี่นิวเคลียร์ที่ใช้การปล่อยบีตา (อิเล็กตรอน) จากไอโซโทปรังสี แบตเตอรี่เอ็กซเรย์โวลตาอิก ใช้รังสีเอกซ์ที่ปล่อยออกมาจากไอโซโทปรังสี |
เทคโนโลยีเบตาโวลท์นวัตกรรมที่แท้จริงของมันคือการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์เพชรรุ่นที่สี่แบบผลึกเดี่ยวที่มีความหนา 10 ไมครอน เพชรเหมาะสำหรับการใช้งานมากกว่าเนื่องจากมีช่องว่างแถบขนาดใหญ่มากกว่า 5eV และความต้านทานรังสี เครื่องแปลงเพชรประสิทธิภาพสูงเป็นกุญแจสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่นิวเคลียร์ แผ่นรังสีไอโซโทป Ni-63 ที่มีความหนา 2 ไมครอนวางอยู่ระหว่างตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์เพชรสองตัว แบตเตอรี่เป็นแบบโมดูลาร์ประกอบด้วยหน่วยอิสระหลายชุด กำลังไฟแบตเตอรี่ 100 ไมโครวัตต์ แรงดันไฟฟ้า 3V ขนาด 15 X 15 X 5 มม.3.
แบตเตอรี่เบตาโวลตาอิกของบริษัท Widetronix ในอเมริกาใช้เซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)
BV100 แบตเตอรี่นิวเคลียร์ขนาดเล็ก พัฒนาโดย เทคโนโลยีเบตาโวลท์ ขณะนี้อยู่ในขั้นนำร่องและมีแนวโน้มเข้าสู่ขั้นตอนการผลิตจำนวนมากในอนาคตอันใกล้นี้ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการขับเคลื่อนอุปกรณ์ AI อุปกรณ์ทางการแพทย์ ระบบ MEMS เซ็นเซอร์ขั้นสูง โดรนขนาดเล็ก และไมโครหุ่นยนต์
แหล่งพลังงานขนาดเล็กจิ๋วดังกล่าวต้องใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงเมื่อคำนึงถึงความก้าวหน้าทางนาโนเทคโนโลยีและอิเล็กทรอนิกส์
เทคโนโลยีเบตาโวลท์ มีแผนจะเปิดตัวแบตเตอรี่ขนาด 1 วัตต์ในปี 2025
ในบันทึกที่เกี่ยวข้อง การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้รายงานแบตเตอรี่ X-ray Radiation-voltaic (X-ray-voltaic) ใหม่ที่มีกำลังขับสูงกว่าแบตเตอรี่เบต้าโวลตาอิกที่ล้ำสมัยถึงสามเท่า
***
อ้างอิง:
- เทคโนโลยี Betavolt 2024 ข่าว – Betavolt ประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบตเตอรี่พลังงานปรมาณูเพื่อการใช้งานพลเรือน โพสต์เมื่อ 8 มกราคม 2024 มีจำหน่ายที่ https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- จ้าว วาย. อัล et 2024 สมาชิกใหม่ของแหล่งพลังงานขนาดเล็กสำหรับการสำรวจสิ่งแวดล้อมสุดขั้ว: แบตเตอรี่เอ็กซเรย์โวลตาอิก พลังงานประยุกต์ เล่มที่ 353 ภาค B 1 มกราคม 2024 122103/ ดอย: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
