Número uno del mundo en baterías de energía atómica

La batería de energía atómica utiliza principalmente níquel-63 como fuente de energía y un semiconductor de diamante como convertidor. Es una fuente de alimentación de CC y puede generar una fuente de alimentación de pulsos con una mayor vida útil mediante la adición de un supercondensador como dispositivo de almacenamiento de energía. La estructura básica de esta batería nuclear incluye: convertidor, sustrato, fuente de níquel-63 y capa protectora de la batería.

La batería beta-volt de níquel-63 y diamante es una pila de convertidores semiconductores de diamante y láminas de níquel-63 de 2 μm de espesor. La batería es modular. Un módulo está compuesto por al menos dos convertidores y una capa de níquel-63. Se apila continuamente para formar un grupo de módulos, múltiples grupos de módulos están conectados en serie y en paralelo, y la potencia se puede configurar desde unos pocos microvatios hasta varios vatios. El tamaño mínimo de la batería de energía atómica es de 3x3x0.03㎜ (compuesta por dos convertidores y una capa de níquel-63). A juzgar por la energía incidente en el dispositivo transductor semiconductor de diamante, la tasa de conversión de energía de la batería alcanza el 8.8%. Si se utilizan fuentes radiactivas de níquel-63 de mayor pureza, la densidad de potencia de las baterías se mejorará aún más.

Las baterías de energía atómica son baterías físicas, no baterías electroquímicas. Su densidad energética es más de 10 veces mayor que la de las baterías ternarias de litio. Pueden almacenar 3300 megavatios-hora en una batería de 1 gramo. No se incendian ni explotan en respuesta a la acupuntura ni a los disparos. Dado que generan electricidad autogenerada durante 50 años, no existe el concepto de la cantidad de ciclos de una batería electroquímica (2000 cargas y descargas). La generación de energía de las baterías de energía atómica es estable y no se ve afectada por entornos y cargas hostiles. Puede funcionar con normalidad en un rango de 120 grados sobre cero y -60 grados bajo cero, y no se autodescarga. La batería de energía atómica desarrollada por Betavolt es absolutamente segura, no tiene radiación externa y es apta para su uso en dispositivos médicos como marcapasos, corazones artificiales y cócleas en el cuerpo humano. Las baterías de energía atómica son respetuosas con el medio ambiente. Tras el período de desintegración, el isótopo níquel-63, como fuente radiactiva, se convierte en un isótopo estable del cobre, que no es radiactivo y no representa ninguna amenaza ni contaminación para el medio ambiente. Por lo tanto, a diferencia de las baterías químicas existentes, las baterías nucleares no requieren costosos procesos de reciclaje.

Este producto combina la tecnología de desintegración de isótopos nucleares de níquel-63 y el primer módulo semiconductor de diamante (semiconductor de cuarta generación) de China para lograr con éxito la miniaturización, modularización y bajo costo de las baterías de energía atómica, iniciando así su uso civil. Esto demuestra que China ha logrado una innovación disruptiva en dos campos de alta tecnología: las baterías de energía atómica y los semiconductores de diamante de cuarta generación, situándose muy por delante de las instituciones y empresas de investigación científica europeas y estadounidenses.

Las baterías de energía atómica pueden generar electricidad de forma estable y autónoma durante 50 años sin necesidad de recarga ni mantenimiento. Han entrado en fase piloto y se comercializarán en masa. Las baterías de energía atómica Betavolt pueden satisfacer las necesidades de suministro de energía de larga duración en diversos escenarios, como la industria aeroespacial, equipos de IA, equipos médicos, sistemas MEMS, sensores avanzados, drones pequeños y microrrobots. Esta nueva innovación energética permitirá a China liderar la nueva era de la revolución tecnológica de la IA.

Las baterías de energía atómica, también conocidas como baterías nucleares o baterías de radioisótopos, funcionan según el principio de aprovechar la energía liberada por la desintegración de isótopos nucleares y convertirla en energía eléctrica mediante convertidores semiconductores. Este fue un campo de alta tecnología en el que Estados Unidos y la Unión Soviética se centraron en la década de 1960. Actualmente, solo se utilizan baterías termonucleares en la industria aeroespacial. Este tipo de batería es de gran tamaño y peso, presenta altas temperaturas internas, es costosa y no puede ser utilizada por civiles. En los últimos años, la miniaturización, la modularización y el uso civil de las baterías nucleares han sido los objetivos y las direcciones perseguidos por los países europeos y americanos. El XIV Plan Quinquenal y los Objetivos de la Visión 2035 de China también proponen que la civilización de la tecnología nuclear y el desarrollo multipropósito de isótopos nucleares son tendencias de desarrollo futuras.

Las baterías nucleares desarrollan una tecnología completamente diferente: generan corriente eléctrica mediante la transición semiconductora de partículas beta (electrones) emitidas por la fuente radiactiva de níquel-63. Para ello, el equipo de científicos de Betavolt desarrolló un semiconductor de diamante monocristalino único de tan solo 10 micras de espesor, colocando una lámina de níquel-63 de 2 micras de espesor entre dos convertidores semiconductores de diamante. La energía de desintegración de la fuente radiactiva se convierte en corriente eléctrica, formando una unidad independiente. Las baterías nucleares son modulares y pueden estar compuestas por decenas o cientos de módulos independientes, pudiendo utilizarse en serie y en paralelo, lo que permite fabricar baterías de diferentes tamaños y capacidades.