Tecnologia Betavolt, a Beijing based company has announced miniaturization of nucleare battery using Ni-63 radioisotope and diamond semiconductor (fourth generation semiconductor) module.
Nucleare battery (known variously as atomic batteria o batteria di radioisotopi o generatore di radioisotopi o batteria di radiazioni-voltaiche o batteria Betavoltaica) è costituita da un radioisotopo che emette beta e da un semiconduttore. Genera elettricità attraverso la transizione semiconduttrice delle particelle beta (o elettroni) emesse dal radioisotopo nichel-63. Il Betavoltaico batteria (vale a dire nucleare battery that uses beta particle emissions from Ni-63 isotope for power generation) technology is available for over five decades since first discovery in 1913 and is routinely used in spazio sector to power spacecraft payloads. Its energy density is very high but power output is very low. The key advantage of nucleare battery is long-lasting, continuous power supply for five decades.
Tabella: Tipi di batteria
| Batteria chimica converte l'energia chimica immagazzinata nel dispositivo in elettricità. È fondamentalmente una cella elettrochimica composta da tre elementi base: un catodo, un anodo e un elettrolita. Può essere ricaricato, è possibile utilizzare diversi metalli ed elettroliti, ad esempio batterie alcaline, nichel metallo idruro (NiMH) e ioni di litio. Ha una bassa densità di potenza ma un'elevata potenza in uscita. |
| Batteria del carburante converte l'energia chimica di un combustibile (spesso idrogeno) e di un agente ossidante (spesso ossigeno) in elettricità. Se l’idrogeno è il combustibile, gli unici prodotti sono elettricità, acqua e calore. |
| Batteria nucleare (conosciuto anche come Batteria atomica or Batteria di radioisotopi or generatore di radioisotopi o Batterie radiovoltaiche) converts radioisotope energy from the decay of a radioactive isotopes to generate electricity. Nuclear battery has high energy density and are long lasting but has the disadvantage of low power output. Batteria betavoltaica: una batteria nucleare che utilizza emissioni beta (elettroni) del radioisotopo. Batteria a raggi X-voltaica utilizza la radiazione a raggi X emessa dal radioisotopo. |
Tecnologia BetavoltLa vera innovazione di è lo sviluppo di un semiconduttore di diamante monocristallo di quarta generazione con uno spessore di 10 micron. Il diamante è più adatto all'uso grazie al suo ampio intervallo di banda superiore a 5 eV e alla resistenza alle radiazioni. I convertitori di diamanti ad alta efficienza sono la chiave per la produzione di batterie nucleari. I fogli del radioisotopo Ni-63 dello spessore di 2 micron sono posizionati tra due convertitori a semiconduttore di diamante. La batteria è modulare composta da più unità indipendenti. La potenza della batteria è di 100 microwatt, il voltaggio è di 3V e la dimensione è 15 X 15 X 5 mm3.
La batteria betavoltaica dell’azienda americana Widetronix utilizza un semiconduttore al carburo di silicio (SiC).
BV100, la batteria nucleare in miniatura, sviluppata da Tecnologia Betavolt è attualmente in fase pilota e probabilmente entrerà nella fase di produzione di massa nel prossimo futuro. Ciò potrebbe trovare impiego nell’alimentazione di apparecchiature di intelligenza artificiale, apparecchiature mediche, sistemi MEMS, sensori avanzati, piccoli droni e micro-robot.
Tali microfonti di energia miniaturizzate sono una necessità del momento in vista dei progressi nella nanotecnologia e nell’elettronica.
Tecnologia Betavolt prevede di lanciare una batteria con una potenza di 1 watt nel 2025.
In relazione a ciò, uno studio recente riporta una nuova batteria radiazione-voltaica a raggi X (voltaica a raggi X) con una potenza in uscita fino a tre volte superiore a quella delle betavoltaiche all'avanguardia.
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Riferimenti:
- Betavolt Technology 2024. Novità – Betavolt sviluppa con successo batterie a energia atomica per uso civile. Pubblicato l'8 gennaio 2024. Disponibile su https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Nuovo membro delle micro fonti di energia per esplorazioni ambientali estreme: batterie fotovoltaiche a raggi X. Energia applicata. Volume 353, Parte B, 1 gennaio 2024, 122103/DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
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