Betavolt'un 50 Yıl Şarj İhtiyacı Olmayan Nükleer Pili

Çin merkezli start-up şirketi Betavolt Technology, elektronik cihazları 50 yıl boyunca şarj etmeden çalıştırabilen bir nükleer pil geliştirdiğini duyurdu. BV100 adlı bu inovatif pil, dünyanın ilk miniaturize atom enerjisi sistemini kullanıyor ve Nikel-63 nükleer izotopu, bir madeni para büyüklüğünden daha küçük bir modülde kompakt bir şekilde düzenliyor.

Bozunma Sürecinde Enerji Dönüşümü ve Enerjinin Kullanım Alanları

Teknoloji, bozunma sürecindeki izotopların saldığı enerjiyi elektriğe dönüştürerek çalışıyor; bu konsept, 20. yüzyılda keşfedilen ve Betavolt tarafından gerçeğe dönüştürülen bir konsept. Şirket, nükleer bataryasının havacılık, yapay zeka cihazları, tıp, mikro elektro mekanik sistemler, akıllı sensörler, küçük dronlar ve robotlar gibi alanlarda kullanılacağını belirtiyor ve ilerleyen dönemde üreticilerin şarj gerektirmeyen akıllı telefonları satışa sunabileceğini iddia ediyor.

BV100'un ilk nükleer pil modeli, 100 mikrowatt güç üretiyor ve 3V voltajına sahipken, sadece 15x15x5 küp milimetre boyutundadır. Şirket, 2025 yılına kadar 1 watt gücünde bir pil üretmeyi planlıyor.

Bir nükleer pilin ömrü, enerji kaynağı olarak kullanılan izotopun yarı ömrü ile ilgilidir. Örneğin, Azot-16(N-16)'nın yarı ömrü sadece 7.13 saniyedir, oysa Potasyum-40(K-40) yaklaşık 1.3 milyar yıldır. BV100, enerji kaynağı olarak Nikel-63(Ni-63)'ü kullanır, bu da 100 yıldan fazla bir yarı ömre sahiptir ve onun 50 yıl boyunca işlevsel kalmasını sağlar.

Farklı izotoplar bozunma sırasında alfa veya beta parçacıkları ve gama ışınları yayabilir. Farklı izotopik hammadde, çeşitli nükleer piller yapabilir. Örneğin, Çin'in 2013 yılında fırlatılan Chang'e-3 ay aracındaki nükleer pil, alfa parçacıklarının bozunması tarafından üretilen ısıyı yakalamak için bir termoelektrik dönüştürücü kullanıyordu. Nasa'nın Curiosity Mars aracı benzer bir teknoloji kullanıyor.

BV100 pil, betavoltaik olarak sınıflandırılır ve yarı iletken bağlantıları kullanarak, radyoaktif bir kaynaktan yayılan beta parçacıkları (elektronlar) doğrudan elektrik akımı üretir. Bu durumda, nikel-63'ün bozunması sırasında açığa çıkan beta parçacıkları, elmas yarı iletken üzerine ışınlandığında bir elektrik alanı oluşturur ve devreye bağlandığında elektrik enerjisi çıktısı elde edilir.

Enerji dönüşüm verimliliğini artırmak için Betavolt'un araştırmacıları, nikel-63 radyasyon kaynakları kullanarak potansiyel iyileştirmelerle mevcut olarak %8.8 enerji dönüşüm verimliliğine sahip olduklarını belirtti.

Pilin tasarımı aynı zamanda güvenliği de garanti altına alıyor. Betavolt, katmanlı yapısının, pilin ani bir kuvvete maruz kaldığında ateş almasını veya patlamasını önlediğini iddia ediyor. Ek olarak, pil geniş bir sıcaklık aralığında, -60 derece Celsius ile 120 derece Celsius arasında, çalışabilir.

Miniaturize Nükleer Pillerin Tarihçesi ve Betavolt'un Öncülüğü

Uzun süredir bilim insanlarının hedefi olan miniaturize nükleer pillerin geliştirilmesi, önceki Sovyetler Birliği ve Amerika Birleşik Devletleri tarafından uzay araçları, su altı sistemleri ve uzak bilimsel istasyonlar gibi alanlarda kullanılmak üzere keşfedilmişti. Ancak, bu piller pahalı ve kaba yapıya sahipti. Çin'in 14. Beş Yıllık Planı çerçevesinde, nükleer pilleri küçültme ve ticarileştirme çabaları yapıldı. Aynı zamanda, ABD ve Avrupa'daki araştırma kurumları benzer projeler üzerinde çalışıyor.

Betavolt'un bu çığır açan teknolojisi, şarj cihazları veya taşınabilir şarj bankalarına ihtiyaç duymadan sürekli çalışabilen cihazlarla elektronikleri devrimleştirmenin potansiyeline sahip. Düşünün, durmaksızın uçabilen dronlar, hiç şarj olmayan telefonlar ve sık sık şarj gerektirmeyen elektrikli araçlar... Betavolt'un nükleer pili, sınırsız bir enerji kaynağı sunarak, elektronik cihazları kullanma ve algılama şeklimizi değiştirebilir.