رقم واحد على مستوى العالم في بطارية الطاقة الذرية

تستخدم بطارية الطاقة الذرية بشكل أساسي النيكل 63 كمصدر للطاقة وأشباه الموصلات الماسية كمحول للطاقة. إنه مصدر طاقة تيار مستمر ويمكنه إنتاج مصدر طاقة نبضي بعمر افتراضي أعلى عن طريق إضافة مكثف فائق كجهاز لتخزين الطاقة. يشتمل الهيكل الأساسي لهذه البطارية النووية على: المحول، والركيزة، ومصدر النيكل 63، والطبقة الواقية للبطارية.

بطارية بيتا فولت الماسية المصنوعة من النيكل 63 عبارة عن مجموعة من محولات أشباه الموصلات الماسية وصفائح من النيكل 63 بسمك 2 ميكرومتر. البطارية معيارية. تتكون الوحدة من محولين على الأقل وطبقة واحدة من النيكل-63. يتم تكديسها بشكل مستمر لتشكيل مجموعة وحدات، ويتم توصيل مجموعات وحدات متعددة بشكل متسلسل ومتوازي، ويمكن تكوين الطاقة من بضعة ميكرووات إلى عدة واط. الحد الأدنى لحجم بطارية الطاقة الذرية هو 3x3x0.03㎜ (تتكون من محولين وطبقة واحدة من النيكل 63). انطلاقًا من حادثة الطاقة على جهاز محول الطاقة المصنوع من أشباه الموصلات الماسية، يصل معدل تحويل الطاقة للبطارية إلى 8.8%. إذا تم استخدامها مع مصادر مشعة عالية النقاء من النيكل 63، فسيتم تحسين كثافة طاقة البطاريات بشكل أكبر.

بطاريات الطاقة الذرية هي بطاريات فيزيائية، وليست بطاريات كهروكيميائية. كثافة الطاقة الخاصة بها تزيد عن 10 أضعاف كثافة بطاريات الليثيوم الثلاثية. يمكنهم تخزين 3300 ميجاوات/ساعة في بطارية سعة 1 جرام. فهي لا تشتعل فيها النيران أو تنفجر ردًا على الوخز بالإبر أو الطلقات النارية. ولأنها تولد الكهرباء ذاتيًا لمدة 50 عامًا، فلا يوجد مفهوم لعدد دورات البطارية الكهروكيميائية (2000 شحنة وتفريغ). توليد الطاقة من بطاريات الطاقة الذرية مستقر ولن يتغير بسبب البيئات والأحمال القاسية. يمكن أن يعمل بشكل طبيعي في نطاق 120 درجة فوق الصفر و-60 درجة تحت الصفر، وليس لديه تفريغ ذاتي. تعتبر بطارية الطاقة الذرية التي طورتها شركة بيتافولت آمنة تماما، ولا تحتوي على أي إشعاعات خارجية، ومناسبة للاستخدام في الأجهزة الطبية مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب والقلوب الاصطناعية والقوقعة في جسم الإنسان. بطاريات الطاقة الذرية صديقة للبيئة. وبعد فترة الاضمحلال، يصبح نظير النيكل -63 باعتباره المصدر المشع، نظيرًا مستقرًا للنحاس، وهو غير مشع ولا يشكل أي تهديد أو تلوث للبيئة. ولذلك، على عكس البطاريات الكيميائية الموجودة، لا تتطلب البطاريات النووية عمليات إعادة تدوير باهظة الثمن.

يجمع هذا المنتج بين تكنولوجيا اضمحلال النظائر النووية للنيكل-63 وأول وحدة من أشباه الموصلات الماسية (الجيل الرابع من أشباه الموصلات) في الصين لتحقيق التصغير والنموذجية والتكلفة المنخفضة لبطاريات الطاقة الذرية بنجاح، مما يؤدي إلى بدء عملية الاستخدام المدني. وهذا يشير إلى أن الصين حققت ابتكارا مدمرا في مجالي التكنولوجيا الفائقة، بطاريات الطاقة الذرية وأشباه الموصلات الماسية من الجيل الرابع في نفس الوقت، مما يجعلها "متقدمة" على مؤسسات ومؤسسات البحث العلمي الأوروبية والأمريكية.

يمكن لبطاريات الطاقة الذرية توليد الكهرباء بشكل ثابت ومستقل لمدة 50 عامًا دون شحن أو صيانة. لقد دخلوا المرحلة التجريبية وسيتم طرحهم في الإنتاج الضخم في السوق. يمكن لبطاريات الطاقة الذرية بيتا فولت أن تلبي احتياجات إمدادات الطاقة طويلة الأمد في سيناريوهات متعددة مثل الفضاء الجوي، ومعدات الذكاء الاصطناعي، والمعدات الطبية، وأنظمة MEMS، وأجهزة الاستشعار المتقدمة، والطائرات بدون طيار الصغيرة والروبوتات الصغيرة. سيساعد هذا الابتكار الجديد في مجال الطاقة الصين على اكتساب ميزة رائدة في الجولة الجديدة من الثورة التكنولوجية للذكاء الاصطناعي.

تعمل بطاريات الطاقة الذرية، والمعروفة أيضًا بالبطاريات النووية أو بطاريات النظائر المشعة، على مبدأ استغلال الطاقة المنبعثة من تحلل النظائر النووية وتحويلها إلى طاقة كهربائية من خلال محولات أشباه الموصلات. كان هذا مجالًا عالي التقنية ركزت عليه الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي في الستينيات. حاليا، لا توجد سوى البطاريات النووية الحرارية المستخدمة في الفضاء الجوي. وهذا النوع من البطاريات كبير الحجم والوزن، وله درجات حرارة داخلية عالية، وباهظ الثمن، ولا يمكن للمدنيين استخدامه. في السنوات الأخيرة، كان التصغير والنموذجية والاستخدام المدني للبطاريات النووية هي الأهداف والاتجاهات التي اتبعتها الدول الأوروبية والأمريكية. وتقترح "الخطة الخمسية الرابعة عشرة وأهداف رؤية 2035" للصين أيضًا أن إضفاء الطابع المدني على التكنولوجيا النووية والتطوير متعدد الأغراض للنظائر النووية هما اتجاهات التنمية المستقبلية.

تطور البطاريات النووية مسارًا تكنولوجيًا مختلفًا تمامًا، حيث تولد تيارًا كهربائيًا من خلال انتقال أشباه الموصلات لجسيمات بيتا (الإلكترونات) المنبعثة من المصدر المشع النيكل 63. وللقيام بذلك، قام فريق علماء بيتافولت بتطوير شبه موصل فريد من نوعه من الماس أحادي البلورة يبلغ سمكه 10 ميكرون فقط، مما يضع ورقة من النيكل 63 بسمك 2 ميكرون بين محولين من أشباه الموصلات الماسية. يتم تحويل طاقة الاضمحلال للمصدر المشع إلى تيار كهربائي، مما يشكل وحدة مستقلة. البطاريات النووية وحدات ويمكن أن تتكون من عشرات أو مئات من وحدات الوحدات المستقلة ويمكن استخدامها على التوالي وعلى التوازي، لذلك يمكن تصنيع منتجات البطاريات ذات الأحجام والقدرات المختلفة.