Вчені розробляють економічну атомну батарею, потужність якої збільшилася в 10 разів

Вчені з NUST MISIS представили інноваційне автономне джерело живлення: компактний атомний акумулятор, який може прослужити до 20 років. Через первісну 3-D структуру бета-вольтаїчного елемента його розміри зменшилися втричі, питома потужність зросла в 10 разів, а вартість зменшилася на 50%. Результати опубліковані в міжнародному науковому журналі Прикладне випромінювання та ізотопи.

В оригінальному пристрої використовується мікроканальна 3-D структура нікелевого бета-вольтаїчного елемента. Його особливість полягає в тому, що радіоактивний елемент застосовується по обидва боки так званого плоского p-n-переходу, що спрощує технологію виготовлення осередків, а також управління зворотним струмом, що краде живлення акумулятора. Спеціальна мікроканальна структура забезпечує збільшення ефективної площі перетворення бета-випромінювання в 14 разів, що призводить до загального збільшення струму.

"Вихідними електричними параметрами запропонованої конструкції були: струм короткого замикання ІКЗ — 230 нА / см2 (у звичайній площинній конструкції — 24 нА), кінцева потужність — 31 нВт / см2, (у планарному — 3nW). Конструкція дозволяє підвищити ефективність перетворення енергії, що виділяється при розпаді β-джерела, в електрику на порядок, що в майбутньому зменшить витрати джерела приблизно на 50% за рахунок раціонального використання дорогий радіоізотоп '', — сказав один з розробників Сергій Леготін, доцент кафедри напівпровідникової електроніки та фізики напівпровідників NUST MISIS.

У той же час розробка дозволить збільшити питому потужність на порядок, за рахунок чого вага і розміри батарей, що базуються на них, зменшаться втричі при збереженні необхідного рівня вихідної потужності.

Батарею можна використовувати в декількох функціональних режимах: як аварійний джерело живлення та датчик температури в пристроях, що використовуються при екстремальних температурах і у важкодоступних (або зовсім недоступних) місцях: у просторі, під водою, у висотних районах.

На даний момент розробники завершують процедуру міжнародного патентування винаходу, а сам пристрій вже визнано зарубіжними експертами. Зокрема, в огляді міжнародного агентства з маркетингових досліджень Research and Markets, NUST MISIS був названий одним з ключових гравців на світовому ринку бета-вольтайкових акумуляторів. Університет займає такі компанії, як City Labs, BetaBatt, Qynergy Corp та Widetronix.

Огляд показує, що розвиток вчених NUST MISIS — акумулятора на основі бета-вольтаїчних клітин (BVE) — має великий потенціал, оскільки попит на надійні батареї з тривалим терміном служби зростає у всіх галузях промисловості. Враховуючи унікальні характеристики — невеликий розмір та безпеку — розвиток вчених NUST MISIS зможе займати значну частку на ринку електропостачання.

Facebook Comments