Número um do mundo em baterias de energia atômica

A bateria de energia atômica utiliza principalmente níquel-63 como fonte de energia e diamante semicondutor como conversor. É uma fonte de alimentação CC e pode produzir uma fonte de alimentação pulsada com maior vida útil adicionando um supercapacitor como dispositivo de armazenamento de energia. A estrutura básica desta bateria nuclear inclui: conversor, substrato, fonte de níquel-63 e camada protetora da bateria.

A bateria betavolt de níquel-63 diamante é um conjunto de conversores semicondutores de diamante e folhas de níquel-63 com 2 μm de espessura. A bateria é modular. Um módulo é composto por pelo menos 2 conversores e 1 camada de níquel-63. Ela é empilhada continuamente para formar um grupo de módulos, com múltiplos grupos de módulos conectados em série e paralelo, e a potência pode ser configurada de alguns microwatts a vários watts. O tamanho mínimo da bateria de energia atômica é 3x3x0,03㎜ (composta por 2 conversores e 1 camada de níquel-63). A julgar pela energia incidente no dispositivo transdutor semicondutor de diamante, a taxa de conversão de energia da bateria atinge 8,8%. Se forem utilizadas fontes radioativas de níquel-63 de maior pureza, a densidade de potência das baterias será ainda mais aprimorada.

Baterias de energia atômica são baterias físicas, não eletroquímicas. Sua densidade de energia é mais de 10 vezes maior que a das baterias ternárias de lítio. Elas podem armazenar 3.300 megawatts-hora em uma bateria de 1 grama. Elas não pegam fogo nem explodem em resposta a acupuntura e tiros. Como geram eletricidade autogerada por 50 anos, não há conceito do número de ciclos de uma bateria eletroquímica (2.000 cargas e descargas). A geração de energia das baterias de energia atômica é estável e não mudará devido a ambientes e cargas adversas. Ela pode funcionar normalmente dentro da faixa de 120 graus acima de zero e -60 graus abaixo de zero e não tem autodescarga. A bateria de energia atômica desenvolvida pela Betavolt é absolutamente segura, não tem radiação externa e é adequada para uso em dispositivos médicos como marca-passos, corações artificiais e cócleas no corpo humano. As baterias de energia atômica são ecologicamente corretas. Após o período de decaimento, o isótopo de níquel-63, como fonte radioativa, torna-se um isótopo estável de cobre, que é não radioativo e não representa qualquer ameaça ou poluição ao meio ambiente. Portanto, ao contrário das baterias químicas existentes, as baterias nucleares não requerem processos de reciclagem dispendiosos.

Este produto combina a tecnologia de decaimento isotópico nuclear de níquel-63 e o primeiro módulo semicondutor de diamante (semicondutor de quarta geração) da China para alcançar com sucesso a miniaturização, a modularização e o baixo custo de baterias de energia atômica, iniciando o processo de uso civil. Isso marca a conquista da China por inovação disruptiva nos dois campos de alta tecnologia: baterias de energia atômica e semicondutores de diamante de quarta geração, simultaneamente, colocando-a "muito à frente" das instituições e empresas de pesquisa científica europeias e americanas.

Baterias de energia atômica podem gerar eletricidade de forma estável e autônoma por 50 anos, sem necessidade de recarga ou manutenção. Elas entraram em fase piloto e serão colocadas em produção em massa no mercado. As baterias de energia atômica Betavolt podem atender às necessidades de fornecimento de energia de longa duração em diversos cenários, como aeroespacial, equipamentos de IA, equipamentos médicos, sistemas MEMS, sensores avançados, pequenos drones e microrrobôs. Essa nova inovação energética ajudará a China a conquistar uma posição de liderança na nova rodada da revolução tecnológica da IA.

Baterias de energia atômica, também conhecidas como baterias nucleares ou baterias de radioisótopos, funcionam com base no princípio de utilizar a energia liberada pelo decaimento de isótopos nucleares e convertê-la em energia elétrica por meio de conversores semicondutores. Este era um campo de alta tecnologia no qual os Estados Unidos e a União Soviética se concentraram na década de 1960. Atualmente, existem apenas baterias termonucleares usadas na indústria aeroespacial. Esse tipo de bateria é grande em tamanho e peso, tem altas temperaturas internas, é caro e não pode ser usado por civis. Nos últimos anos, a miniaturização, a modularização e o uso civil de baterias nucleares têm sido os objetivos e direções perseguidos por países europeus e americanos. O "14º Plano Quinquenal e Metas da Visão 2035" da China também propõe que a civilização da tecnologia nuclear e o desenvolvimento multifuncional de isótopos nucleares são tendências de desenvolvimento futuro.

As baterias nucleares desenvolvem um caminho tecnológico completamente diferente, gerando corrente elétrica por meio da transição semicondutora de partículas beta (elétrons) emitidas pela fonte radioativa de níquel-63. Para isso, a equipe de cientistas da Betavolt desenvolveu um semicondutor de diamante monocristalino exclusivo com apenas 10 mícrons de espessura, colocando uma folha de níquel-63 de 2 mícrons de espessura entre dois conversores semicondutores de diamante. A energia de decaimento da fonte radioativa é convertida em corrente elétrica, formando uma unidade independente. As baterias nucleares são modulares e podem ser compostas por dezenas ou centenas de módulos unitários independentes, podendo ser usadas em série e paralelo, permitindo a fabricação de baterias de diferentes tamanhos e capacidades.