贝塔伏特宣布成功研制民用微型原子能电池,50年稳定发电
集微网消息,北京贝塔伏特新能科技有限公司宣布成功研制出微型原子能电池BV100,号称可实现50年稳定自发电,无需充电、无需维护。该产品已经进入中试阶段,将量产投入市场,可满足航空航天、AI设备、医疗器械、MEMS系统、高级传感器、小型无人机和微型机器人等长续航多场景下的电力供应。官方表示,该产品融合镍63核同位素衰变技术和中国第一个金刚石半导体(第4代半导体)模块,成功实现原子能电池的微型化、模块化和低成本,开启民用化的进程。这标志着中国同时在原子能电池和第四代金刚石半导体两个高新技术领域取得颠覆性创新,“遥遥领先”欧美科研机构和企业。
据悉,原子能电池又称“核电池”,利用放射性同位素衰变释放的能量,通过半导体转换器吸收转化为电能。以往仅有航空航天用温差核电池,用于火星探测器、卫星等用途,但体积和重量大、价格昂贵。近年来核电池的小型化也是各国追求的目标,中国《十四五规划和2035年愿景目标》也提出核技术民用化以及核同位素的多用途发展是未来发展趋势。
贝塔伏特表示,该公司研发的微型原子能电池采用与以往完全不同的技术路径,通过放射源镍-63发射的β粒子(电子)的半导体跃迁产生电流。为了做到这一点,贝塔伏特的科学家团队开发了一种独特的单晶金刚石半导体,厚度仅为10微米,把一个2微米厚的镍-63薄片放在两个金刚石半导体转换器之间,将放射源的衰变能量转化为电流,形成一个独立的单元。核电池是模块化的,可以由几十个或几百个独立的单元模块组成,并可以串并联使用,因此可以制造不同尺寸和容量功率的电池产品。这种电池的能量密度是三元锂电池的10倍以上,在1克电池中可存储3300mWh电能。
BV100电池作为贝塔伏特的第一款产品,是世界上首块即将量产的核电池,功率是100微瓦,电压3V,体积是15 X 15 X 5立方毫米,比一枚硬币还小。核电池每分每秒都在发电,每天8.64焦耳,每年3153焦耳。多块这样的电池可以串并联使用。公司计划2025年推出功率为1瓦的电池,在政策允许的情况下,原子能电池可以让一部手机永不充电,并且可以让现在只能飞行15分钟的无人机一直飞。
关于原子能电池的安全性问题,贝塔伏特表示该产品针对针刺和枪击不起火,不爆炸。因为50年自发电,不存在电化学电池的循环次数(2000次充放电)的概念。原子能电池的发电功率稳定,不会因恶劣环境和负载而变化,可在零上120℃和零下-60℃范围内正常工作,并且没有自放电。贝塔伏特开发的原子能电池是绝对安全的,没有外部辐射,适合用于人体内的心脏起搏器、人工心脏和耳蜗等医疗设备。此外,电池寿命耗尽后,作为放射源的镍63同位素变成铜的稳定同位素,不具有放射性,对环境不构成任何威胁或污染。
贝塔伏特公司表示,该公司原子能电池技术已经在北京注册专利,并将开始注册全球PCT专利。目前公司已经与中国专业核研究机构和大学进行沟通,计划继续研究采用锶90、钷147和氘等同位素,研制更高功率、使用寿命2年-30年原子能电池。