REKLAM

'Nükleer Pil' olgunlaşıyor mu?

Betavolt TeknolojisiPekin merkezli bir şirket, Ni-63 radyoizotop ve elmas yarı iletken (dördüncü nesil yarı iletken) modülü kullanarak nükleer pilin minyatürleştirildiğini duyurdu.  

Nükleer pil (çeşitli şekillerde atomik olarak bilinir) pil veya radyoizotop pili veya radyoizotop jeneratörü veya radyasyon-voltaik pil veya Betavoltaik pil), beta yayan bir radyoizotop ve bir yarı iletkenden oluşur. Radyoizotop nikel-63 tarafından yayılan beta parçacıklarının (veya elektronların) yarı iletken geçişi yoluyla elektrik üretir. Betavoltaik pil (yani enerji üretimi için Ni-63 izotopundan beta parçacık emisyonlarını kullanan nükleer pil) teknolojisi, 1913'teki ilk keşfinden bu yana elli yılı aşkın bir süredir mevcuttur ve uzay sektöründe uzay aracı yüklerine güç sağlamak için rutin olarak kullanılmaktadır. Enerji yoğunluğu çok yüksektir ancak güç çıkışı çok düşüktür. Nükleer pilin en önemli avantajı, elli yıl boyunca uzun ömürlü, sürekli güç kaynağı olmasıdır. 

Tablo: Pil türleri

Kimyasal pil
Cihazda depolanan kimyasal enerjiyi elektriğe dönüştürür. Temel olarak üç temel elementten (katot, anot ve elektrolit) oluşan elektrokimyasal hücredir. Yeniden şarj edilebilir, farklı metaller ve elektrolitler kullanılabilir; örneğin Alkalin, Nikel Metal Hidrit (NiMH) ve Lityum İyon piller. Düşük güç yoğunluğuna ancak yüksek güç çıkışına sahiptir.  
Yakıt pili
Bir yakıtın (çoğunlukla hidrojen) ve oksitleyici bir maddenin (çoğunlukla oksijen) kimyasal enerjisini elektriğe dönüştürür. Eğer yakıt hidrojense, ortaya çıkan tek ürün elektrik, su ve ısıdır. 
Nükleer pil (Ayrıca şöyle bilinir Atomik pil or radyoizotop pil or radyoizotop jeneratörü veya Radyasyon voltaik piller)
radyoaktif izotopların bozunmasından elde edilen radyoizotop enerjisini elektrik üretmek için dönüştürür.  

Betavoltaik pil: radyoizotoptan beta emisyonlarını (elektronları) kullanan bir nükleer pil.  

X-ışını voltaik pil radyoizotop tarafından yayılan X-ışını radyasyonunu kullanır. Nükleer pil yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir ve uzun ömürlüdür ancak düşük güç çıkışı dezavantajına sahiptir. 

Betavolt TeknolojisiGerçek yeniliği, 10 mikron kalınlığında tek kristalli, dördüncü nesil elmas yarı iletkenin geliştirilmesidir. Elmas, 5eV'nin üzerindeki geniş bant aralığı ve radyasyon direnci nedeniyle kullanıma daha uygundur. Yüksek verimli elmas dönüştürücüler nükleer pil üretiminin anahtarıdır. 63 mikron kalınlığındaki radyoizotop Ni-2 tabakaları, iki elmas yarı iletken dönüştürücü arasına yerleştirilir. Pil, birkaç bağımsız üniteden oluşan modülerdir. Pilin gücü 100 mikrowatt, voltajı 3V ve boyutları 15 X 15 X 5 mm'dir.3

Amerikan firması Widetronix'in betavoltaik pili silikon karbür (SiC) yarı iletken kullanıyor. 

Tarafından geliştirilen minyatür nükleer pil BV100 Betavolt Teknolojisi Şu anda pilot aşamada ve yakın gelecekte seri üretim aşamasına geçmesi muhtemel. Bu, yapay zeka ekipmanlarına, tıbbi ekipmanlara, MEMS sistemlerine, gelişmiş sensörlere, küçük dronlara ve mikro robotlara güç sağlamakta kullanılabilir. 

Bu tür minyatürleştirilmiş mikro güç kaynakları, nanoteknoloji ve elektronikteki ilerlemeler göz önüne alındığında günümüzün ihtiyacıdır.  

Betavolt Teknolojisi 1 yılında 2025 watt gücünde bir bataryayı piyasaya sürmeyi planlıyor. 

İlgili bir not olarak, yeni bir çalışma, en son teknolojiye sahip betavoltaiklerden üç kat daha yüksek güç çıkışına sahip yeni bir X-ışını radyasyon-voltaik (X-ışını-voltaik) pilini rapor etmektedir. 

*** 

Referanslar:  

  1. Betavolt Teknolojisi 2024. Haberler – Betavolt, sivil kullanıma yönelik atom enerjisi pilini başarıyla geliştirdi. 8 Ocak 2024'te yayınlandı. Şu adreste bulunabilir: https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html 
  2. Zhao Y., ve diğerleri 2024. Ekstrem çevre araştırmalarına yönelik mikro güç kaynaklarının yeni üyesi: X-ışını-voltaik piller. Uygulamalı Enerji. Cilt 353, Bölüm B, 1 Ocak 2024, 122103/ DOI:  https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103 

*** 

Umeş Prasad
Umeş Prasad
Bilim gazetecisi | Kurucu editör, Scientific European dergisi

Haber bültenimize abone olun

En son haberler, teklifler ve özel duyurular ile güncellenecektir.

En Popüler Makaleler

Kuantum noktalarının keşfi ve sentezi için 2023 Nobel Kimya Ödülü  

Bu yılın Nobel Kimya Ödülü sahiplerini buldu...

Vogue'daki COVID-19 Aşı Türleri: Yanlış Bir Şey Olabilir mi?

Tıp pratiğinde insan genellikle zamanı tercih eder...

Almanya Nükleer Enerjiyi Yeşil Seçenek Olarak Reddetti

Hem karbonsuz hem de nükleersiz olmak...
- Reklam -
47,681TakipçilerTwitter'da takip edin :
1,772TakipçilerTwitter'da takip edin :
30AbonelerÜye olun