Nükleer piller ile Batarya devrimi: 50 yıl çalışacak bataryalar yakında kullanılabilecek mi?
Betavolt, elmas nükleer pilinin cihazlara 50 yıl boyunca güç sağlayabileceğini söylüyor
Çin’in Betavolt Yeni Enerji Teknolojisi, nikel-63 (⁶³Ni) radyoaktif izotop ve 4. nesil elmas yarı iletken kombinasyonunu kullanan ve bir cihaza 50 yıl boyunca güç sağlayabilen yeni modüler nükleer pili tanıttı.
Nükleer piller çok gelişmiş bir şeymiş gibi görünebilir, ancak 1950’lerin başından beri şu ya da bu şekilde ortalıkta dolaşıyorlardı. Bunların çoğu, radyo-termal jeneratörler olarak adlandırılan, çürüyen radyoaktif elementlerden gelen ısıyı bir tür termokupl veya bir Stirling motoruyla elektriğe dönüştüren şeylerdir.
2016 yılında, ilk denemede karbon-14 (¹⁴C) ile radyoaktif izotop katkılı elmas katmanlarının kullanıldığı yeni bir prensip uygulamaya konuldu. Buradaki fikir, esasen yüksek enerjili, yüksek hızlı elektronlar veya pozitronlar olan Beta (β⁻) parçacıklarını serbest bırakan bir izotop seçmektir. Bunlar serbest bırakıldığında, elmas matris bir elektrik üretmek için yarı iletken görevi görür.
Betavolt’un BV100 adı verilen yeni pili, her biri 2 mikronluk ⁶³Ni katmanını sandviçleyen 10 mikron kalınlığında iki tek kristalli elmas yarı iletken katman kullanıyor. Bu sandviçlerin her biri akım üretebilir, ancak aynı zamanda akımı artırmak için birlikte çalışan yüzlerce bağımsız ünite modülü oluşturmak üzere eski moda voltaik hücreler gibi istiflenebilir veya bağlanabilirler.
Radyasyona maruz kalmaya karşı koruma sağlamak ve pili fiziksel hasara karşı korumak için her şey koruyucu bir kutu içinde kapatılmıştır. BV100, 3 voltta 100 mikrowatt üretebilir ve 15 x 15 x 5 mm ölçülerindedir. Beavolt, bu tür pillerin bir gün bir cep telefonuna güç sağlayabileceğini, dolayısıyla şarj edilmesine gerek kalmayacağını veya küçük bir drone’un süresiz olarak havada tutulabileceğini tahmin ediyor.
Şirkete göre BV100, seri üretime yönelik pilot üretimde. Bir watt’lık daha büyük bir versiyonun 2025’te çıkması bekleniyor. BV100’ün enerji yoğunluğu, lityum pillerin enerji yoğunluğundan 10 kat daha fazladır ve yangına veya patlamaya eğilimli değildir. Elektriği kimyasal reaksiyonlar şeklinde depolamak yerine ürettiği için şarj döngüsü sorunlarına maruz kalmaz. ⁶³Ni sonunda radyoaktif olmayan bakıra dönüşür ve bu da minimum çevresel risk oluşturur.
