बीटाव्होल्ट तंत्रज्ञान, बीजिंग स्थित कंपनीने लघुकरणाची घोषणा केली आहे परमाणु Ni-63 रेडिओआयसोटोप आणि डायमंड सेमीकंडक्टर (चौथी पिढी सेमीकंडक्टर) मॉड्यूल वापरून बॅटरी.
परमाणु बॅटरी (अणू म्हणून ओळखली जाते बॅटरी किंवा रेडिओआयसोटोप बॅटरी किंवा रेडिओआयसोटोप जनरेटर किंवा रेडिएशन-व्होल्टेइक बॅटरी किंवा बीटाव्होल्टेइक बॅटरी) मध्ये बीटा-उत्सर्जक रेडिओआयसोटोप आणि सेमीकंडक्टर असतात. हे रेडिओआयसोटोप निकेल-63 द्वारे उत्सर्जित केलेल्या बीटा कणांच्या (किंवा इलेक्ट्रॉन) अर्धसंवाहक संक्रमणाद्वारे वीज निर्माण करते. Betavoltaic बॅटरी (म्हणजे परमाणु ऊर्जा निर्मितीसाठी Ni-63 समस्थानिकेपासून बीटा कण उत्सर्जन वापरणारी बॅटरी) तंत्रज्ञान 1913 मध्ये पहिल्या शोधानंतर पाच दशकांहून अधिक काळ उपलब्ध आहे आणि ते नियमितपणे वापरले जाते जागा सेक्टर ते पॉवर स्पेसक्राफ्ट पेलोड्स. त्याची उर्जा घनता खूप जास्त आहे परंतु उर्जा उत्पादन खूप कमी आहे. चा मुख्य फायदा परमाणु बॅटरी दीर्घकाळ टिकणारी, पाच दशके सतत वीज पुरवठा करते.
सारणी: बॅटरीचे प्रकार
| रासायनिक बॅटरी उपकरणामध्ये साठवलेल्या रासायनिक ऊर्जेचे विजेमध्ये रूपांतर करते. हे मूलतः इलेक्ट्रोकेमिकल सेल आहे ज्यामध्ये तीन मूलभूत घटक असतात - एक कॅथोड, एक एनोड आणि एक इलेक्ट्रोलाइट. रिचार्ज केले जाऊ शकते, भिन्न धातू आणि इलेक्ट्रोलाइट्स वापरल्या जाऊ शकतात उदा., बॅटरी अल्कलाइन, निकेल मेटल हायड्राइड (NiMH), आणि लिथियम आयन. यात कमी उर्जा घनता आहे परंतु उच्च-शक्ती आउटपुट आहे. |
| इंधन बॅटरी इंधनाची रासायनिक ऊर्जा (बहुतेकदा हायड्रोजन) आणि ऑक्सिडायझिंग एजंट (बहुतेकदा ऑक्सिजन) विजेमध्ये रूपांतरित करते. जर हायड्रोजन हे इंधन असेल, तर वीज, पाणी आणि उष्णता ही एकमेव उत्पादने आहेत. |
| आण्विक बॅटरी (त्याला असे सुद्धा म्हणतात अणु बॅटरी or रेडिओआयसोटोप बॅटरी or रेडिओआयसोटोप जनरेटर किंवा रेडिएशन-व्होल्टेइक बॅटरी) किरणोत्सर्गी समस्थानिकेच्या क्षयातून रेडिओआयसोटोप उर्जेचे रूपांतर वीज निर्माण करण्यासाठी करते. न्यूक्लियर बॅटरीमध्ये उच्च ऊर्जा घनता असते आणि ती दीर्घकाळ टिकते परंतु कमी उर्जा उत्पादनाचा तोटा असतो. बीटाव्होल्टेइक बॅटरी: रेडिओआयसोटोपमधून बीटा उत्सर्जन (इलेक्ट्रॉन) वापरणारी आण्विक बॅटरी. एक्स-रे-व्होल्टेइक बॅटरी रेडिओआयसोटोपद्वारे उत्सर्जित होणारे एक्स-रे रेडिएशन वापरते. |
बीटाव्होल्ट तंत्रज्ञान10 मायक्रॉन जाडीच्या सिंगल-क्रिस्टल, चौथ्या-पिढीतील डायमंड सेमीकंडक्टरचा विकास हा खरा नावीन्यपूर्ण आहे. डायमंड त्याच्या 5eV पेक्षा जास्त बँड गॅप आणि रेडिएशन रेझिस्टन्समुळे वापरण्यासाठी अधिक योग्य आहे. उच्च-कार्यक्षमता डायमंड कन्व्हर्टर ही अणु बॅटरी बनवण्याची गुरुकिल्ली आहे. दोन डायमंड सेमीकंडक्टर कन्व्हर्टरमध्ये 63-मायक्रॉन जाडीची रेडिओआयसोटोप Ni-2 शीट्स ठेवली जातात. बॅटरी मॉड्यूलर आहे ज्यामध्ये अनेक स्वतंत्र युनिट्स असतात. बॅटरीची शक्ती 100 मायक्रोवॅट आहे, व्होल्टेज 3V आहे आणि परिमाण 15 X 15 X 5 मिमी आहे3.
अमेरिकन फर्म Widetronix ची betavoltaic बॅटरी सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सेमीकंडक्टर वापरते.
BV100, सूक्ष्म आण्विक बॅटरी, द्वारे विकसित बीटाव्होल्ट तंत्रज्ञान सध्या प्रायोगिक अवस्थेत आहे आणि नजीकच्या भविष्यात मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन टप्प्यात प्रवेश करण्याची शक्यता आहे. हे एआय उपकरणे, वैद्यकीय उपकरणे, एमईएमएस प्रणाली, प्रगत सेन्सर्स, लहान ड्रोन आणि मायक्रो-रोबोट्सला उर्जा देण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.
नॅनोटेक्नॉलॉजी आणि इलेक्ट्रॉनिक्समधील प्रगती पाहता अशा सूक्ष्म ऊर्जा स्रोतांची गरज आहे.
बीटाव्होल्ट तंत्रज्ञान 1 मध्ये 2025 वॅट क्षमतेची बॅटरी लॉन्च करण्याची योजना आहे.
संबंधित नोंदीवर, अलीकडील अभ्यासात अत्याधुनिक बीटाव्होल्टाइक्सच्या तुलनेत तीनपट जास्त पॉवर आउटपुट असलेली एक्स-रे रेडिएशन-व्होल्टेइक (एक्स-रे-व्होल्टेइक) बॅटरीचा अहवाल दिला आहे.
***
संदर्भ:
- Betavolt Technology 2024. बातम्या – Betavolt ने नागरी वापरासाठी अणुऊर्जा बॅटरी यशस्वीरित्या विकसित केली आहे. 8 जानेवारी 2024 रोजी पोस्ट केले. येथे उपलब्ध https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- झाओ वाई., इत्यादी 2024. अत्यंत पर्यावरणीय शोधांसाठी सूक्ष्म उर्जा स्त्रोतांचे नवीन सदस्य: एक्स-रे-व्होल्टेइक बॅटरी. लागू ऊर्जा. खंड 353, भाग B, 1 जानेवारी 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
