Kinezi predstavili ‘nuklearnu bateriju’ BV100: veličine novčića – napaja preko 50 godina

Kompanija Betavolt Technology sa sedištem u Pekingu tvrdi da je razvila bateriju koja bi „mogla omogućiti uređajima poput telefona da rade neograničeno bez punjenja ili dronova da lete bez sletanja“.

Na veb lokaciji kompanije se tvrdi da „BV100 na nuklearni pogon“, koji je manji od novčića, može da obezbedi napajanje 50 godina bez potrebe za punjenjem. Prototip baterije koristi energiju koju oslobađaju nuklearni izotopi i koristi poluprovodnike za pretvaranje te energije u električnu energiju.

Sa izlaznom snagom od 100 mikrovata i 3 volta, mala baterija od 15x15x5 mm, koja može da izdrži temperature od 120 do minus 60 stepeni Celzijusa, mogla bi da se koristi u vojnim aplikacijama kao što su bespilotne letelice koje neprekidno lete ili za uređaje za praćenje dubokog mora, osim opšte civilne upotrebe.

Kina planira masovnu proizvodnju baterije na nuklearni pogon do kraja godine

Osnovana u aprilu 2021, kineska Betavolt New Energy Technology Company Ltd tvrdi da je to prva baterija na svetu koja je postigla minijaturizaciju atomske energije.

Hvatanje energije iz nuklearnog raspada radioaktivnih elemenata, izotopska tehnologija je osnova za BV100 bateriju kineske kompanije Betavolt.

Ova baterija predstavlja oblik nuklearne tehnologije, a koristi energiju raspada radioizotopa koji emituju-β za proizvodnju električne energije. Izotopi emituju zračenje, što dovodi do stabilnijih novih atoma, a električna struja se direktno generiše iz beta čestica.

Mora se napomenuti da su zbog prednosti kao što su visoka gustina energije, dug radni vek, jaka otpornost od smetnji, mala veličina, lakoća i integracija, betavoltaične baterije postale žarište istraživanja u oblasti mikroenergije.

Međutim, do danas, niska efikasnost konverzije energije i tehnološka ograničenja betanaponskih baterija ometaju njihovu dalju primenu.

U korelaciji sa vremenom poluraspada izotopa koji se koristi kao izvor energije, životni vek baterije Betavolt BV100, proizvođač tvrdi da je 50 godina jer koristi nikl-63 kao izvor zračenja, čije vreme poluraspada prelazi 100 godina.

U svom saopštenju za javnost, kompanija je rekla: „Baterije za atomsku energiju Betavolt mogu zadovoljiti potrebe dugotrajnog napajanja u više scenarija, kao što su vazduhoplovstvo, svemirski program, medicinska oprema, mikroprocesori, napredni senzori, mali dronovi i mikroroboti.”

Za razliku od prethodnih dizajna atomskih baterija, koji su bili ili preveliki ili nisu davali dovoljno snage za elektronske uređaje, BV100 koristi sloj veštačkog dijamanta koji deluje kao sloj poluprovodnika.

Osim toga, izotop nikla (nikl-63) takođe se raspada i proizvodi energiju. Betavolt tvrdi da su ove baterije 10 puta energetski gušće od litijumske baterije, dok su u stanju da skladište 3.300 megavat-sati u bateriji od 1 grama. Takođe nema degradacije performansi, jer nema ciklusa punjenja.

BV100 – 100 mikrovata, 3 volta

Betavolt je saopštio da bi njihova prva nuklearna baterija mogla da isporuči 100 mikrovata snage i napon od 3V, a takođe planiraju da proizvedu bateriju od 1W snage do 2025. godine.

Betavoltične baterije su bile predmet značajne istraživačke pažnje u poslednjih nekoliko godina zbog svog dugog veka trajanja, visoke specifične gustine energije i sposobnosti da rade u ekstremnim uslovima.

Međutim, primena betanaponskih baterija je bila ograničena jer se istraživanje suočilo sa problemima kao što su efekat samoapsorpcije, niska efikasnost konverzije energije i ozbiljna oštećenja radijacije.

CityLabs, kompanija u Sjedinjenim Državama, razvija betanaponske baterije koje koriste izotope tricijuma od 2010. godine. Njihove nuklearne baterije nisu široko dostupne potrošačima i snabdevaju strujom samo uređaje male snage u opsegu od nanovata do mikrovata, koji se može proširiti na milivate.

Prema Žang Šiku, vanrednom profesoru iz Škole za nuklearnu nauku i tehnologiju na Univerzitetu Lanzhou u severozapadnoj Kini, „Tricijum je sigurniji jer se njegovo zračenje lako blokira. Neki pejsmejkeri takođe koriste tricijum kao izvor zračenja. Čak i ako procuri, može se brzo izlučiti iz tela putem ljudskog metabolizma”. Poređenja radi, nikl-63, koji se koristi u BV100, emituje jače zračenje.

Međutim, istraživači kompanije Betavolt New Energy Technology Company Ltd sa sedištem u Pekingu su tvrdili da se bave ovim problemima, navodeći da je baterija bezbedna jer nema spoljašnje zračenje i da je pogodna za medicinske uređaje unutar ljudskog tela, poput pejsmejkera ​​i kohlearnih implantata.

„Baterije na atomsku energiju su ekološki prihvatljive. Nakon perioda raspada, 63 izotopi se pretvaraju u stabilan izotop bakra, koji nije radioaktivan i ne predstavlja nikakvu pretnju ili zagađenje po životnu sredinu.”

Pored toga, za stvarnu nuklearnu bateriju, komponenta i gustina izvora bi se promenili jer izvor zračenja neprestano propada, što dovodi do pada električnih performansi.

Prema istraživačima u Betavoltu, „Planiramo da zabeležimo i recikliramo svaku bateriju nakon što počnemo da prodajemo proizvod. Takođe, nikl-63 se raspada u neradioaktivni bakar-63, ne predstavljajući opasnost od zagađenja.”

Poluprovodnik igra važnu ulogu u izdvajanju ili pretvaranju energije β čestica u električnu energiju, a Betavolt New Energy Technology Company tvrdi da je jedina firma na svetu sposobna da dopinguje i proizvodi dijamantske poluprovodničke materijale velikih razmera, ključnu komponentu u izradi nuklearnih baterija.

Iz osnovne fizike poznato je da su radioaktivni materijali, materijali gušće energije i prirodno zrače. Širom sveta nuklearne elektrane proizvode nuklearni otpad. Oni se raspadaju godinama, a neki nuklearni materijali imaju svoj half-life hiljadama godina.

Poslednjih nekoliko decenija, istraživači su pokušavali da iskoriste energiju raspada radioaktivnih materijala kako bi razvili baterije koje mogu da traju dok se radioaktivna reakcija ne nastavi. Ipak, dijapazom istraživanja na ovu temu bio je oskudan.

Zanimljivo je primetiti da uprkos značajnim preprekama u istraživanju betanaponskih baterija, novi kineski startup tvrdi da je prevazišao nekoliko značajnih prepreka u cilju postizanje visoke efikasnosti konverzije energije i maksimalne gustine snage.