베타볼트 기술, 베이징에 본사를 둔 한 회사가 소형화를 발표했습니다. 핵무기 Ni-63 방사성 동위원소와 다이아몬드 반도체(XNUMX세대 반도체) 모듈을 이용한 배터리.
핵무기 배터리(원자로 다양하게 알려져 있음) 배터리 또는 방사성동위원소 배터리 또는 방사성동위원소 발생기 또는 방사선-전지 또는 베타전지)는 베타 방출 방사성동위원소와 반도체로 구성됩니다. 방사성동위원소 니켈-63에서 방출되는 베타 입자(또는 전자)의 반도체 전이를 통해 전기를 생성합니다. 베타볼타익 배터리 (즉 핵무기 발전을 위해 Ni-63 동위원소의 베타 입자 방출을 사용하는 배터리) 기술은 1913년 처음 발견된 이후 XNUMX년 넘게 사용 가능하며 일상적으로 사용됩니다. 공간 우주선 탑재체에 전력을 공급하는 부문입니다. 에너지 밀도는 매우 높지만 전력 출력은 매우 낮습니다. 주요 장점 핵무기 배터리는 50년 동안 지속되는 지속적인 전원 공급 장치입니다.
표: 배터리 종류
| 화학 배터리 장치에 저장된 화학 에너지를 전기로 변환합니다. 기본적으로 음극, 양극 및 전해질의 세 가지 기본 요소로 구성된 전기화학 전지입니다. 재충전이 가능하며 알카라인 배터리, NiMH(니켈 금속 수소화물) 및 리튬 이온 배터리와 같은 다양한 금속 및 전해질을 사용할 수 있습니다. 전력 밀도는 낮지만 전력 출력은 높습니다. |
| 연료전지 연료(종종 수소)와 산화제(종종 산소)의 화학 에너지를 전기로 변환합니다. 수소가 연료라면 유일한 제품은 전기, 물, 열입니다. |
| 핵전지(또한 ~으로 알려진 원자 배터리 or 방사성동위원소 배터리 or 방사성동위원소 발생기 또는 방사선전지)는 방사성 동위원소의 붕괴로 인한 방사성 동위원소 에너지를 변환하여 전기를 생성합니다. 핵전지는 에너지 밀도가 높고 수명이 길지만 출력이 낮다는 단점이 있다. 베타전지: 방사성 동위원소의 베타 방출(전자)을 사용하는 핵 배터리입니다. X선전지 방사성동위원소에서 방출되는 X선 방사선을 사용합니다. |
베타볼트 기술의 진정한 혁신은 10미크론 두께의 단결정 5세대 다이아몬드 반도체 개발이다. 다이아몬드는 63eV 이상의 큰 밴드갭과 방사선 저항으로 인해 사용하기에 더 적합합니다. 고효율 다이아몬드 변환기는 핵전지 제조의 핵심이다. 2 마이크론 두께의 방사성 동위원소 Ni-100 시트가 두 개의 다이아몬드 반도체 변환기 사이에 배치됩니다. 배터리는 여러 개의 독립적인 장치로 구성된 모듈식입니다. 배터리 전력은 3 마이크로와트, 전압은 15V, 크기는 15 X 5 X XNUMX mm3.
미국 와이드트로닉스의 베타전지는 탄화규소(SiC) 반도체를 사용한다.
에서 개발한 소형 핵전지 BV100 베타볼트 기술 현재 시범 단계에 있으며 가까운 시일 내에 대량 생산 단계에 들어갈 가능성이 높습니다. 이는 AI 장비, 의료 장비, MEMS 시스템, 고급 센서, 소형 드론 및 마이크로 로봇에 전원을 공급하는 데 사용될 수 있습니다.
이러한 소형화된 마이크로 전원은 나노기술과 전자공학의 발전을 고려할 때 시급한 요구 사항입니다.
베타볼트 기술 1년에는 2025와트급 배터리를 출시할 예정이다.
이와 관련하여 최근 연구에서는 최첨단 베타전지보다 최대 3배 더 높은 전력 출력을 제공하는 새로운 X선 방사선 볼타전지(X선 볼타전지)가 보고되었습니다.
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참조 :
- Betavolt Technology 2024. 뉴스 – Betavolt는 민간용 원자력 배터리를 성공적으로 개발했습니다. 게시일: 8년 2024월 XNUMX일. https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- 자오 Y., 외 2024. 극한 환경 탐사를 위한 마이크로 전력원의 새로운 멤버: X-ray-voltaic 배터리. 응용에너지. 353권, 파트 B, 1년 2024월 122103일, XNUMX/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
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