Teknologi Betavolt, sebuah syarikat yang berpangkalan di Beijing telah mengumumkan pengecilan bagi nuklear bateri menggunakan modul radioisotop Ni-63 dan semikonduktor berlian (separa pengalir generasi keempat).
Nuklear bateri (dikenali pelbagai sebagai atomic bateri atau bateri radioisotop atau penjana radioisotop atau bateri voltan sinaran atau bateri Betavolta) terdiri daripada radioisotop pemancar beta dan semikonduktor. Ia menjana elektrik melalui peralihan semikonduktor zarah beta (atau elektron) yang dipancarkan oleh radioisotop nikel-63. Betavoltan bateri (iaitu nuklear bateri yang menggunakan pelepasan zarah beta daripada isotop Ni-63 untuk penjanaan kuasa) teknologi tersedia selama lebih lima dekad sejak penemuan pertama pada tahun 1913 dan digunakan secara rutin dalam ruang sektor untuk menggerakkan muatan kapal angkasa. Ketumpatan tenaganya sangat tinggi tetapi output kuasa sangat rendah. Kelebihan utama daripada nuklear bateri tahan lama, bekalan kuasa berterusan selama lima dekad.
Jadual: Jenis-jenis bateri
| Bateri kimia menukarkan tenaga kimia yang disimpan dalam peranti kepada elektrik. Ia pada asasnya adalah sel elektrokimia yang terdiri daripada tiga unsur asas - katod, anod, dan elektrolit. Boleh dicas semula, logam dan elektrolit yang berbeza boleh digunakan cth., bateri Alkali, Nickel Metal Hydride (NiMH) dan Lithium Ion. Ia mempunyai ketumpatan kuasa rendah tetapi output kuasa tinggi. |
| Bateri bahan api menukarkan tenaga kimia bahan api (selalunya hidrogen) dan agen pengoksidaan (selalunya oksigen) kepada elektrik. Jika hidrogen adalah bahan api, satu-satunya produk ialah elektrik, air, dan haba. |
| Bateri nuklear (juga dikenali sebagai Bateri atom or Bateri radioisotop or penjana radioisotop atau Bateri sinaran-voltan) menukarkan tenaga radioisotop daripada pereputan isotop radioaktif untuk menjana elektrik. Bateri nuklear mempunyai ketumpatan tenaga yang tinggi dan tahan lama tetapi mempunyai kelemahan output kuasa yang rendah. Bateri betavoltaik: bateri nuklear yang menggunakan pelepasan beta (elektron) daripada radioisotop. X-ray-voltaic bateri menggunakan sinaran X-ray yang dipancarkan oleh radioisotop. |
Teknologi BetavoltInovasi sebenar ialah pembangunan semikonduktor berlian kristal tunggal generasi keempat dengan ketebalan 10 mikron. Berlian lebih sesuai digunakan kerana jurang jalurnya yang besar melebihi 5eV dan rintangan sinaran. Penukar berlian berkecekapan tinggi adalah kunci kepada pembuatan bateri nuklear. Radioisotop Ni-63 helaian dengan ketebalan 2 mikron diletakkan di antara dua penukar semikonduktor berlian. Bateri adalah modular yang terdiri daripada beberapa unit bebas. Kuasa bateri ialah 100 mikrowatt, voltan ialah 3V dan dimensi ialah 15 X 15 X 5 mm3.
Bateri betavoltaik firma Amerika Widetronix menggunakan semikonduktor silikon karbida (SiC).
BV100, bateri nuklear kecil, dibangunkan oleh Teknologi Betavolt kini dalam peringkat perintis dan berkemungkinan memasuki peringkat pengeluaran besar-besaran dalam masa terdekat. Ini boleh digunakan dalam menjanakan peralatan AI, peralatan perubatan, sistem MEMS, penderia lanjutan, dron kecil dan robot mikro.
Sumber kuasa mikro yang dikecilkan sebegini amat diperlukan setiap masa memandangkan kemajuan dalam nanoteknologi dan elektronik.
Teknologi Betavolt merancang untuk melancarkan bateri dengan kuasa 1 watt pada tahun 2025.
Pada nota yang berkaitan, kajian baru-baru ini melaporkan bateri sinar-X sinar-voltan (X-ray-voltan) baharu dengan output kuasa sehingga tiga kali ganda lebih tinggi daripada betavoltaik tercanggih.
***
Rujukan:
- Teknologi Betavolt 2024. Berita – Betavolt berjaya membangunkan bateri tenaga atom untuk kegunaan awam. Dihantar 8 Januari 2024. Boleh didapati di https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Ahli baharu sumber kuasa mikro untuk penerokaan alam sekitar yang melampau: bateri X-ray-voltaic. Tenaga Gunaan. Jilid 353, Bahagian B, 1 Januari 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
