QUẢNG CÁO

'Pin hạt nhân' đã đến tuổi trưởng thành?

Công nghệ Betavolt, một công ty có trụ sở tại Bắc Kinh đã công bố thu nhỏ pin hạt nhân bằng cách sử dụng mô-đun đồng vị phóng xạ Ni-63 và chất bán dẫn kim cương (chất bán dẫn thế hệ thứ tư).  

Pin hạt nhân (còn được gọi là pin nguyên tử ắc quy hoặc pin đồng vị phóng xạ hoặc máy phát đồng vị phóng xạ hoặc pin bức xạ điện tử hoặc pin Betavoltaic) bao gồm đồng vị phóng xạ phát ra beta và chất bán dẫn. Nó tạo ra điện thông qua quá trình chuyển đổi bán dẫn của các hạt beta (hoặc electron) phát ra từ đồng vị phóng xạ niken-63. Công nghệ pin Betavoltaic (tức là pin hạt nhân sử dụng phát thải hạt beta từ đồng vị Ni-63 để phát điện) đã có mặt trong hơn 1913 thập kỷ kể từ lần phát hiện đầu tiên vào năm XNUMX và được sử dụng thường xuyên trong lĩnh vực vũ trụ để cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ. Mật độ năng lượng của nó rất cao nhưng sản lượng điện ra rất thấp. Ưu điểm chính của pin hạt nhân là cung cấp năng lượng lâu dài và liên tục trong XNUMX thập kỷ. 

Bàn: Các loại pin

Pin hóa học
chuyển đổi năng lượng hóa học được lưu trữ trong thiết bị thành điện năng. Về cơ bản, nó là một tế bào điện hóa bao gồm ba thành phần cơ bản - cực âm, cực dương và chất điện phân. Có thể sạc lại, có thể sử dụng các kim loại và chất điện phân khác nhau, ví dụ: pin Alkaline, Nickel Metal Hydride (NiMH) và Lithium Ion. Nó có mật độ năng lượng thấp nhưng sản lượng điện cao.  
Pin nhiên liệu
chuyển đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu (thường là hydro) và chất oxy hóa (thường là oxy) thành điện năng. Nếu hydro là nhiên liệu thì sản phẩm duy nhất là điện, nước và nhiệt. 
Pin hạt nhân (còn được biết là Pin nguyên tử or Pin đồng vị phóng xạ or máy tạo đồng vị phóng xạ hoặc Pin bức xạ điện từ)
chuyển đổi năng lượng đồng vị phóng xạ từ sự phân rã của đồng vị phóng xạ để tạo ra điện.  

Pin betavoltaic: pin hạt nhân sử dụng phát xạ beta (electron) từ đồng vị phóng xạ.  

Pin tia X sử dụng bức xạ tia X phát ra từ đồng vị phóng xạ. Pin hạt nhân có mật độ năng lượng cao và có tuổi thọ cao nhưng có nhược điểm là sản lượng điện năng thấp. 

Công nghệ BetavoltCải tiến thực sự của Google là phát triển chất bán dẫn kim cương đơn tinh thể thế hệ thứ tư có độ dày 10 micron. Kim cương thích hợp hơn để sử dụng do có dải cấm lớn trên 5eV và khả năng chống bức xạ. Bộ chuyển đổi kim cương hiệu suất cao là chìa khóa để sản xuất pin hạt nhân. Các tấm đồng vị phóng xạ Ni-63 có độ dày 2 micron được đặt giữa hai bộ chuyển đổi bán dẫn kim cương. Pin có dạng mô-đun bao gồm một số đơn vị độc lập. Công suất của pin là 100 microwatt, điện áp 3V và kích thước là 15 X 15 X 5 mm3

Pin betavoltaic của công ty Widetronix của Mỹ sử dụng chất bán dẫn silicon cacbua (SiC). 

BV100, pin hạt nhân thu nhỏ, được phát triển bởi Công nghệ Betavolt hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm và có thể sẽ bước vào giai đoạn sản xuất hàng loạt trong tương lai gần. Điều này có thể được sử dụng trong việc cung cấp năng lượng cho thiết bị AI, thiết bị y tế, hệ thống MEMS, cảm biến tiên tiến, máy bay không người lái nhỏ và robot siêu nhỏ. 

Những nguồn năng lượng vi mô thu nhỏ như vậy là nhu cầu cấp thiết do những tiến bộ trong công nghệ nano và điện tử.  

Công nghệ Betavolt có kế hoạch ra mắt loại pin có công suất 1 watt vào năm 2025. 

Lưu ý liên quan là một nghiên cứu gần đây đã báo cáo về một loại pin bức xạ tia X (tia X-điện) mới có công suất đầu ra cao gấp ba lần so với pin betavoltaic hiện đại. 

*** 

Tài liệu tham khảo:  

  1. Công nghệ Betavolt 2024. Tin tức – Betavolt phát triển thành công pin năng lượng nguyên tử cho mục đích dân sự. Đăng ngày 8 tháng 2024 năm XNUMX. Có sẵn tại https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html 
  2. Triệu Y., et al 2024. Thành viên mới của nguồn năng lượng vi mô dành cho các hoạt động khám phá môi trường khắc nghiệt: pin quang điện tia X. Năng lượng ứng dụng. Tập 353, Phần B, ngày 1 tháng 2024 năm 122103, XNUMX/ DOI:  https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103 

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Nhà báo khoa học | Biên tập viên sáng lập tạp chí Khoa học Châu Âu

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Các kháng thể trung hòa được tạo ra từ việc tiêm chủng có thể cung cấp sự bảo vệ chống lại sự lây nhiễm HIV

Nghiên cứu cho thấy rằng các kháng thể trung hòa được tạo ra bởi ...

Liệu pháp huyết tương hồi phục: Một phương pháp điều trị ngắn hạn tức thì cho COVID-19

Liệu pháp huyết tương hồi phục giữ chìa khóa cho việc điều trị tức thời ...

Sự kiện siêu tân tinh có thể xảy ra bất cứ lúc nào trong Galaxy Home của chúng ta

Trong các bài báo được xuất bản gần đây, các nhà nghiên cứu đã ước tính tỷ lệ ...
- Quảng cáo -
94,863Người hâm mộNhư
47,632Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi