세계 1위 원자력 배터리

원자력 전지는 주로 니켈-63을 에너지원으로, 다이아몬드 반도체를 에너지 변환기로 사용합니다. 직류 전원 공급 장치이며, 에너지 저장 장치로 슈퍼커패시터를 추가하면 수명이 더 긴 펄스 전원을 생성할 수 있습니다. 이 원자력 전지의 기본 구조는 변환기, 기판, 니켈-63 공급원, 그리고 전지 보호층으로 구성됩니다.

니켈-63 다이아몬드 베타볼트 전지는 다이아몬드 반도체 변환기와 2μm 두께의 니켈-63 시트를 적층한 구조입니다. 이 전지는 모듈형입니다. 모듈은 최소 2개의 변환기와 1개의 니켈-63 층으로 구성됩니다. 연속적으로 적층하여 모듈 그룹을 형성하고, 여러 개의 모듈 그룹을 직렬 및 병렬로 연결하여 수 마이크로와트에서 수 와트까지 전력을 구성할 수 있습니다. 원자력 전지의 최소 크기는 3x3x0.03㎜(변환기 2개와 니켈-63 1층으로 구성)입니다. 다이아몬드 반도체 변환기 소자에 입사되는 에너지로 판단할 때, 전지의 에너지 변환율은 8.8%에 이릅니다. 더 높은 순도의 니켈-63 방사성 원소와 함께 사용할 경우 전지의 전력 밀도가 더욱 향상될 것입니다.

원자력 전지는 전기화학 전지가 아닌 물리적 전지입니다. 에너지 밀도는 3원계 리튬 전지의 10배가 넘습니다. 1그램의 배터리에 3,300메가와트시의 에너지를 저장할 수 있습니다. 침술이나 총격에 반응하여 발화하거나 폭발하지 않습니다. 50년 동안 자가 발전이 가능하기 때문에 전기화학 전지의 사이클 횟수(2,000회 충전 및 방전)라는 개념이 없습니다. 원자력 전지의 발전량은 안정적이며 가혹한 환경이나 부하에 따라 변하지 않습니다. 영하 120도에서 영하 60도의 온도 범위에서 정상적으로 작동하며 자가 방전이 없습니다. 베타볼트가 개발한 원자력 전지는 절대적으로 안전하고 외부 방사선이 없으며, 심박 조율기, 인공 심장, 인체 내 달팽이관과 같은 의료 기기에 사용하기 적합합니다. 원자력 전지는 친환경적입니다. 붕괴 후, 방사성 동위원소인 니켈-63은 구리의 안정 동위원소가 되는데, 이는 방사성이 없어 환경에 어떠한 위협이나 오염도 일으키지 않습니다. 따라서 기존 화학 전지와 달리 핵전지는 값비싼 재활용 공정이 필요하지 않습니다.

이 제품은 니켈-63 핵동위원소 붕괴 기술과 중국 최초의 다이아몬드 반도체(4세대 반도체) 모듈을 결합하여 원자력 전지의 소형화, 모듈화 및 저비용화를 성공적으로 달성하여 민간 사용의 첫걸음을 내디뎠습니다. 이는 중국이 원자력 전지와 4세대 다이아몬드 반도체라는 두 가지 첨단 기술 분야에서 동시에 파괴적 혁신을 달성하여 유럽과 미국의 과학 연구 기관 및 기업보다 "훨씬 앞서" 있음을 보여줍니다.

원자력 배터리는 충전이나 유지보수 없이 50년 동안 안정적이고 자율적으로 전기를 생산할 수 있습니다. 현재 시범 단계에 진입하여 양산 단계에 돌입할 예정입니다. 베타볼트 원자력 배터리는 항공우주, AI 장비, 의료 장비, MEMS 시스템, 첨단 센서, 소형 드론, 마이크로 로봇 등 다양한 분야에서 장시간 전력 공급 요구를 충족할 수 있습니다. 이 새로운 에너지 혁신은 중국이 새로운 AI 기술 혁명에서 주도적인 위치를 차지하도록 도울 것입니다.

원자력 전지는 핵전지 또는 방사성 동위원소 전지라고도 하며, 핵동위원소의 붕괴로 방출되는 에너지를 반도체 변환기를 통해 전기 에너지로 변환하는 원리를 기반으로 합니다. 이는 1960년대 미국과 소련이 집중했던 첨단 기술 분야였습니다. 현재는 항공우주 분야에만 사용되는 열핵 전지만 있습니다. 이러한 전지는 크기와 무게가 크고 내부 온도가 높으며 가격이 비싸고 민간에서 사용할 수 없습니다. 최근 유럽과 미국 국가들은 핵전지의 소형화, 모듈화, 그리고 민간 이용을 목표로 삼고 있습니다. 중국의 "제14차 5개년 계획 및 2035 비전 목표" 또한 원자력 기술의 민간화와 핵동위원소의 다목적 개발을 미래 발전 추세로 제시하고 있습니다.

핵전지는 완전히 다른 기술 경로를 개발하여, 방사성 물질인 니켈-63에서 방출되는 베타 입자(전자)의 반도체 전이를 통해 전류를 생성합니다. 이를 위해 베타볼트 과학자 팀은 두께가 10마이크론에 불과한 독특한 단결정 다이아몬드 반도체를 개발하고, 두 개의 다이아몬드 반도체 변환기 사이에 2마이크론 두께의 니켈-63 시트를 배치했습니다. 방사성 물질의 붕괴 에너지는 전류로 변환되어 독립적인 단위를 형성합니다. 핵전지는 모듈식이며, 수십 또는 수백 개의 독립적인 단위 모듈로 구성될 수 있고 직렬 및 병렬로 사용할 수 있으므로 다양한 크기와 용량의 배터리 제품을 제조할 수 있습니다.