Betavolt een nucleaire batterij met een oplaad-cyclus van 50 jaar
Decennialang hebben wetenschappers de uitgebreide mogelijkheden van kernenergie onderzocht. Toch ligt de uitdaging in het benutten van deze krachtige energie en het vinden van een veilige manier om deze binnen beperkte ruimtes op te slaan. De votaliteit, toxiciteit en ingewikkelde toepassing van bepaalde radioactieve isotopen hebben het gebruik ervan in energiebronnen met directe conversie afgeschrikt. In het licht van deze uitdagingen komt er echter een veelbelovende oplossing naar voren: stabiele isotopen die het potentieel hebben om op batterijen werkende apparaten voor langere tijd van stroom te voorzien. Een bedrijf dat voorop loopt op het gebied van de ontwikkeling van kernbatterijen heeft aangekondigd dat het met succes een miniatuurbatterij voor atoomenergie heeft ontwikkeld.
Betavolt is een Chinees bedrijf dat beweert dat de nieuwe atomaire energiebatterij gedurende 50 jaar stabiel en autonoom elektriciteit kan genereren zonder opladen of onderhoud. Betavolt atoom-energiebatterijen voorzien in de behoefte aan duurzame en langdurige stroomvoorziening voor uiteenlopende toepassingen voor civiel gebruik, waaronder AI-apparatuur, medische apparatuur, MEMS-systemen, geavanceerde sensoren, kleine drones en microrobots.
Wat is een atoombatterij?
Volgens City Labs is “Een nucleaire batterij is een apparaat dat energie uit het verval van radioactieve elementen isotopen haalt om elektriciteit te genereren. Nucleaire batterij, atoombatterij en radio-isotoopgenerator zijn uitwisselbare termen die aangeven hoe de energiebron stroom creëert. Radio-isotopengeneratoren benutten het verval van radioactieve alfa-, bèta- en gammadeeltjes om een constante energiebron te leveren. Terwijl deze deeltjes worden uitgestoten, brengen ze elektronen in het batterijsysteem in beweging om stroom te creëren.”
Betavolt is van mening dat alleen thermonucleaire batterijen toepassing vinden in de ruimtevaart. Deze batterijen hebben echter te kampen met een aanzienlijk formaat en gewicht, hoge interne temperaturen en hoge kosten, waardoor ze onpraktisch zijn voor civiel gebruik.
De technologie van Betavolt
Betavolt heeft een andere technologische benadering ontwikkeld, waarbij elektrische stromen worden gegenereerd door de halfgeleiderovergang van bètadeeltjes (elektronen) die worden uitgezonden door de radioactieve bron nikkel-63. Om dit te doen, heeft het team van wetenschappers van Betavolt een unieke diamanthalfgeleider met één kristal ontwikkeld – een ultra-breed band gap (UWBG) halfgeleider – die slechts 10 µ dik is, waarbij een nikkel-63 vel van 2 µ dik tussen twee diamanten halfgeleiderconverters wordt geplaatst. De vervalenergie van de radioactieve bron wordt omgezet in een elektrische stroom en vormt zo een onafhankelijke eenheid. Deze nucleaire batterijen zijn modulair en kunnen worden samengesteld uit tientallen of honderden onafhankelijke eenheidsmodules en kunnen in serie en parallel worden gebruikt, zodat batterijproducten van verschillende afmetingen en capaciteiten kunnen worden geproduceerd.
Zhang Wei, voorzitter en CEO van Betavolt, verklaarde: “Het eerste product dat het bedrijf zal lanceren is de BV100, de eerste nucleaire batterij ter wereld die op grote schaal wordt geproduceerd.” In 2025 streeft het bedrijf ernaar een batterij van 1 watt op de markt brengen. Bij goedkeuring van het beleid zouden atomaire energiebatterijen zelfs de noodzaak kunnen wegnemen om mobiele telefoons op te laden en drones, die momenteel beperkt zijn tot een vliegtijd van 15 minuten, in staat te stellen continu te laten werken.
De BV100 is een modulaire batterij. Een module bestaat uit minimaal 2 omvormers en 1 laag nikkel-63. Met dank aan Betavolt.
De atoomenergiebatterij gebruikt voornamelijk nikkel-63 als energiebron en diamanthalfgeleider als energieomzetter. Met dank aan Betavolt.
Volgens Betavolt is “de atoomenergiebatterij een fysieke batterij, geen elektrochemische batterij. De energiedichtheid is meer dan tien keer die van ternaire lithiumbatterijen. Het kan 3.300 MW-uren opslaan in een batterij van 1 gram. Het zal niet vlam vatten of exploderen bij acupunctuur en geweerschoten. Omdat het automatisch gedurende 50 jaar elektriciteit genereert, is er geen idee van het aantal cycli van een elektrochemische batterij (2000 keer opladen en ontladen).” Hij vervolgde: “De kern van de Betavolt-atoomenergiebatterij is de vierde generatie diamant halfgeleider, dat is het ultieme halfgeleidermateriaal dat bekend staat in de industrie en een ander hoogtepunt in de wereldwijde technologiecompetitie op het gebied van halfgeleidertechnologie.”
Het bedrijf claimt absolute veiligheid zonder externe straling, waardoor het geschikt is voor medische apparaten zoals pacemakers, kunstmatige harten en cochleaire implantaten. Betavolt licht de veiligheid van atoomenergiebatterijen toe, die een vervalperiode ondergaan waarin de radioactieve nikkel-63-isotoop transformeert tot een stabiele, niet-radioactieve koperisotoop. Dit elimineert milieudreigingen of vervuiling.
De opmerkelijke bewering van een oplaadcyclus van 50 jaar opent deuren naar mogelijkheden die voorheen onbereikbaar werden geacht. Stel je een wereld voor waarin het voortdurend opladen van je mobiele telefoon tot het verleden behoort. De innovatie van Betavolt heeft het potentieel om een revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we duurzaamheid en een lange levensduur van elektronische apparaten benaderen.
