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新微型原子能电池可稳定发电50年

   2024-01-09 科技日报
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核心提示:8日,北京贝塔伏特新能科技有限公司(以下简称贝塔伏特)宣布研制出微型原子能电池。研发团队利用镍63核同位素衰变技术和金刚石半

8日,北京贝塔伏特新能科技有限公司(以下简称“贝塔伏特”)宣布研制出微型原子能电池。研发团队利用镍63核同位素衰变技术和金刚石半导体,将原子能电池小型化、模块化、低成本化,这项技术刚获得中核集团2023年创新大赛三等奖。该公司的首个产品——BV100电池的功率是100微瓦,电压3伏,体积是15×15×5立方毫米,比一枚硬币还小。

原子能电池,又称核电池或放射性同位素电池,其原理是将核同位素衰变释放的能量转化为电能。核电池的能量密度是三元锂电池的10倍以上,针刺或枪击也不会起火爆炸,零下60℃至120℃范围内均能正常工作。

上世纪60年代,为了给航天器提供长时间持续的能量,美苏相继研发出核电池,原理是核辐射升温,用温差发电。这类核电池体积大、昂贵,应用场景有限。另一类核电池,可将辐射直接转化为电能——放射性元素衰变中发射的β粒子(正电子)照射半导体,产生电流,但效率很低。为了更有效率地捕捉β粒子,贝塔伏特的科学家团队开发了一种高性能的单晶金刚石半导体,厚度仅为10微米;2微米厚的镍63薄片放在两片金刚石半导体转换器之间,稳定持续地激发出电荷,一种超长碳纳米管制造的超级电容负责收集这些电荷。

贝塔伏特公司董事长兼首席执行官张伟表示,新式核电池可以实现50年稳定发电,无需充电、无需维护,不产生外部辐射,量产投入市场后,将满足航空航天、人工智能设备、医疗器械、微型机电系统、传感器、小型无人机和微型机器人等长续航场景需求。如果功率足够,配备核电池的手机将不再需要充电,小型无人机也无需返航充电。

张伟介绍,贝塔伏特正与国内院校联合研发,采用锶90、钷147和氘同位素,研制更高功率的电池。



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