טכנולוגיית Betavolt, חברה מבוססת בייג'ינג הודיעה על מזעור של גַרעִינִי סוללה באמצעות רדיואיזוטופ Ni-63 ומודול מוליכים למחצה יהלומים (דור רביעי מוליכים למחצה).
גרעיני סוללה (הידועה גם בשם אטומית סוללה או סוללה רדיואיזוטופ או מחולל רדיואיזוטופים או סוללה וולטאית קרינה או סוללה Betavoltaic) מורכבת מרדיואיזוטופ פולט בטא וממוליך למחצה. הוא מייצר חשמל באמצעות מעבר מוליכים למחצה של חלקיקי בטא (או אלקטרונים) הנפלטים על ידי הרדיואיזוטופ ניקל-63. ה-Betavoltaic סוללה (כלומר גַרעִינִי סוללה המשתמשת בפליטת חלקיקי בטא מהאיזוטופ Ni-63 לייצור חשמל) זמינה במשך למעלה מחמישה עשורים מאז הגילוי הראשון ב-1913 ונמצאת בשימוש שוטף ב שטח מגזר להנעת מטענים של חלליות. צפיפות האנרגיה שלו גבוהה מאוד אך תפוקת הכוח נמוכה מאוד. היתרון המרכזי של גַרעִינִי הסוללה היא אספקת חשמל מתמשכת לאורך חמישה עשורים.
שולחן: סוגי סוללות
| סוללה כימית ממירה אנרגיה כימית האצורה במכשיר לחשמל. זה בעצם תא אלקטרוכימי המורכב משלושה יסודות בסיסיים - קתודה, אנודה ואלקטרוליט. ניתן להטעין מחדש, ניתן להשתמש במתכות שונות ובאלקטרוליטים שונים, למשל, סוללות אלקליין, ניקל מתכת הידריד (NiMH) וליתיום יון. יש לו צפיפות הספק נמוכה אך תפוקת הספק גבוהה. |
| סוללת דלק ממירה את האנרגיה הכימית של דלק (לעתים קרובות מימן) וחומר מחמצן (לעיתים קרובות חמצן) לחשמל. אם מימן הוא הדלק, המוצרים היחידים הם חשמל, מים וחום. |
| סוללה גרעינית (ידוע גם כ סוללה אטומית or סוללת רדיואיזוטופ or מחולל רדיואיזוטופים או סוללות קרינה-וולטאיות) ממירה אנרגיית רדיואיזוטופים מהתפרקות של איזוטופים רדיואקטיביים לייצור חשמל. לסוללה גרעינית צפיפות אנרגיה גבוהה והיא עמידה לאורך זמן, אך יש לה את החיסרון של תפוקת הספק נמוכה. סוללה בטא-וולטאית: סוללה גרעינית המשתמשת בפליטות בטא (אלקטרונים) מהרדיואיזוטופ. סוללת רנטגן וולטאית משתמש בקרינת רנטגן הנפלטת מהרדיואיזוטופ. |
טכנולוגיית Betavoltהחידוש האמיתי של זה הוא פיתוח של מוליך למחצה יהלום חד-גביש, דור רביעי, בעובי של 10 מיקרון. יהלום מתאים יותר לשימוש בשל מרווח הרצועות הגדול שלו של מעל 5eV ועמידות הקרינה. ממירי יהלומים בעלי יעילות גבוהה הם המפתח לייצור סוללות גרעיניות. גליונות Radioisotope Ni-63 בעובי 2 מיקרון ממוקמים בין שני ממירי מוליכים למחצה יהלומים. הסוללה מודולרית המורכבת ממספר יחידות עצמאיות. הספק הסוללה הוא 100 מיקרו וואט, המתח הוא 3V והממד הוא 15 X 15 X 5 מ"מ3.
הסוללה הבטא-וולטאית של חברת Widetronix האמריקאית משתמשת במוליך למחצה של סיליקון קרביד (SiC).
BV100, הסוללה הגרעינית המיניאטורית, שפותחה על ידי טכנולוגיית Betavolt נמצא כעת בשלב פיילוט וככל הנראה יכנס לשלב הייצור ההמוני בעתיד הקרוב. זה יכול למצוא שימוש בהפעלת ציוד בינה מלאכותית, ציוד רפואי, מערכות MEMS, חיישנים מתקדמים, מל"טים קטנים ומיקרו-רובוטים.
מקורות כוח מיקרו ממוזערים כאלה נחוצים כל שעה לאור ההתקדמות בננוטכנולוגיה ואלקטרוניקה.
טכנולוגיית Betavolt מתכננת להשיק סוללה בהספק של 1 וואט בשנת 2025.
הערה קשורה, מחקר שנערך לאחרונה מדווח על סוללה חדשנית של קרינת רנטגן-וולטאית (רנטגן-וולטאית) עם תפוקת הספק גבוהה עד פי שלושה מזו של בטא-וולטאיות חדישות.
***
הפניות:
- Betavolt Technology 2024. חדשות - Betavolt מפתחת בהצלחה סוללת אנרגיה אטומית לשימוש אזרחי. פורסם ב-8 בינואר 2024. זמין ב https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- ג'או י., ואח' 2024. חבר חדש במקורות כוח מיקרו לחקר סביבה קיצוני: סוללות רנטגן וולטאיות. אנרגיה יישומית. כרך 353, חלק ב', 1 בינואר 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
