8 января компания Beijing Betavolt New Energy Technology Co., Ltd. (далее именуемая «Бетавольт») объявила о разработке миниатюрной атомной батареи. Группа исследований и разработок использует технологию распада ядерного изотопа никеля-63 и алмазные полупроводники для миниатюризации, модульности и снижения стоимости атомных батарей. Эта технология только что получила третий приз на конкурсе инноваций CNNC 2023. Первый продукт компании — аккумулятор BV100 — имеет мощность 100 микроватт, напряжение 3 вольта и объём 15×15×5 кубических миллиметров, что меньше монеты.
Атомные батареи, также известные как ядерные батареи или радиоизотопные батареи, работают по принципу преобразования энергии, выделяемой при распаде ядерных изотопов, в электрическую энергию. Плотность энергии ядерных батарей более чем в 10 раз превышает плотность энергии тройных литиевых батарей. Они не загорятся и не взорвутся при акупунктуре или выстрелах и могут нормально работать в диапазоне от минус 60°C до 120°C.
В 1960-х годах, чтобы обеспечить космические корабли энергией длительного пользования, Соединенные Штаты и Советский Союз последовательно разработали ядерные батареи. Принцип заключается в том, что ядерное излучение нагревается и использует разницу температур для выработки электроэнергии. Этот тип ядерной батареи большой, дорогой и имеет ограниченные сценарии применения. Другой тип ядерной батареи может напрямую преобразовывать излучение в электрическую энергию — бета-частицы (позитроны), испускаемые при распаде радиоактивных элементов, облучают полупроводники и генерируют электрический ток, но эффективность очень низкая. Чтобы более эффективно улавливать бета-частицы, группа ученых Betavolt разработала высокопроизводительный монокристаллический алмазный полупроводник толщиной всего 10 микрон; лист никеля 63 толщиной 2 микрона был помещен между двумя алмазными полупроводниковыми преобразователями для стабильного и непрерывного возбуждения зарядов. За сбор этих зарядов отвечает суперконденсатор из сверхдлинных углеродных нанотрубок.
Чжан Вэй, председатель и генеральный директор Betavolt, заявил, что новая ядерная батарея может обеспечивать стабильное производство электроэнергии в течение 50 лет без зарядки, обслуживания и внешнего излучения. После массового производства и вывода на рынок он удовлетворит потребности таких долгосрочных сценариев, как аэрокосмическая промышленность, оборудование искусственного интеллекта, медицинское оборудование, микроэлектромеханические системы, датчики, небольшие дроны и микророботы. Если мощности будет достаточно, мобильные телефоны, оснащенные ядерными батареями, больше не нужно будет заряжать, а небольшим дронам не придется возвращаться домой для зарядки.
Чжан Вэй сообщил, что компания «Бетавольт» совместно с отечественными университетами проводит исследования и разработки по разработке батарей большей мощности с использованием изотопов стронция-90, прометия-147 и дейтерия.