원자력전지 세계 1위

원자력 배터리는 주로 니켈-63을 에너지원으로 사용하고 다이아몬드 반도체를 에너지 변환기로 사용합니다. DC 전원으로서 에너지 저장장치로 슈퍼커패시터를 추가하여 수명이 긴 펄스 전원을 생산할 수 있습니다. 이 핵 배터리의 기본 구조에는 변환기, 기판, 니켈-63 소스 및 배터리 보호 층이 포함됩니다.

니켈-63 다이아몬드 베타 볼트 배터리는 다이아몬드 반도체 변환기와 2μm 두께의 니켈-63 시트가 적층되어 있습니다. 배터리는 모듈식입니다. 모듈은 최소 2개의 변환기와 1개의 니켈-63 레이어로 구성됩니다. 연속적으로 스택되어 모듈 그룹을 형성하고, 여러 모듈 그룹을 직렬 및 병렬로 연결하며, 전력은 수 마이크로와트부터 수와트까지 구성할 수 있습니다. 원자력전지의 최소 크기는 3x3x0.03㎜(컨버터 2개와 니켈63 1층으로 구성)이다. 다이아몬드 반도체 변환기 장치에 입사되는 에너지로 판단하면 배터리의 에너지 전환율은 8.8%에 이릅니다. 더 높은 순도의 니켈-63 방사성 소스를 사용하면 배터리의 전력 밀도가 더욱 향상됩니다.

원자력전지는 전기화학전지가 아닌 물리적 전지이다. 에너지 밀도는 삼원계 리튬 배터리의 10배 이상입니다. 1그램 배터리에 3,300메가와트시를 저장할 수 있습니다. 침술이나 총소리에 반응하여 불이 붙거나 폭발하지 않습니다. 50년 동안 스스로 발전한 전기를 생산하기 때문에 전기화학전지의 사이클 수(2,000회 충방전)에 대한 개념이 없다. 원자력 배터리의 발전은 안정적이며 열악한 환경과 부하로 인해 변하지 않습니다. 영하 120도, 영하 -60도 범위 내에서 정상적으로 작동할 수 있으며 자체 방전이 없습니다. 베타볼트가 개발한 원자력전지는 절대적으로 안전하고 외부 방사선이 없으며 인체 내 심장박동기, 인공심장, 달팽이관 등 의료기기에 사용하기에 적합하다. 원자력 배터리는 환경 친화적입니다. 붕괴 기간이 지나면 방사성 소스인 니켈-63 동위원소는 안정적인 구리 동위원소가 되며, 이는 비방사성이며 환경에 어떠한 위협이나 오염도 일으키지 않습니다. 따라서 기존 화학전지와 달리 원자력전지는 값비싼 재활용 공정이 필요하지 않다.

이 제품은 니켈-63 핵동위원소 붕괴기술과 중국 최초의 다이아몬드 반도체(4세대 반도체) 모듈을 결합해 원자력전지의 소형화, 모듈화, 저비용화를 성공적으로 달성해 민간용으로의 첫 걸음을 내디뎠다. 이는 중국이 원자력 배터리와 4세대 다이아몬드 반도체라는 두 가지 첨단 기술 분야에서 동시에 파괴적인 혁신을 달성하여 유럽과 미국의 과학 연구 기관 및 기업보다 훨씬 앞서 있다는 것을 의미합니다.

원자력전지는 충전이나 유지보수 없이 50년 동안 안정적이고 자율적으로 전기를 생산할 수 있다. 시범 단계에 진입해 시장에 대량 생산될 예정이다. Betavolt 원자력 에너지 배터리는 항공우주, AI 장비, 의료 장비, MEMS 시스템, 고급 센서, 소형 드론 및 마이크로 로봇과 같은 다양한 시나리오에서 오래 지속되는 전원 공급 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이러한 새로운 에너지 혁신은 중국이 새로운 AI 기술 혁명에서 선두를 차지하는 데 도움이 될 것입니다.

핵전지 또는 방사성 동위원소 전지라고도 알려진 원자력 전지는 핵 동위원소가 붕괴하면서 방출되는 에너지를 활용하고 이를 반도체 변환기를 통해 전기 에너지로 변환하는 원리로 작동합니다. 이는 1960년대 미국과 소련이 주력했던 첨단기술 분야였다. 현재 항공우주에는 열핵전지만 사용된다. 이런 종류의 배터리는 크기와 무게가 크고 내부 온도가 높으며 가격이 비싸고 민간인이 사용할 수 없다. 최근 몇 년간 핵전지의 소형화, 모듈화, 민간용화는 유럽과 미국 국가들이 추구하는 목표이자 방향이었다. 중국의 '14차 5개년 계획과 2035년 비전 목표'에서도 핵기술의 민간화와 핵동위원소의 다목적 개발이 미래 발전 추세로 제시됐다.

핵전지는 방사성 소스인 니켈-63에서 방출되는 베타 입자(전자)의 반도체 전이를 통해 전류를 생성하는 완전히 다른 기술 경로를 개발합니다. 이를 위해 Betavolt의 과학자 팀은 두 개의 다이아몬드 반도체 변환기 사이에 2미크론 두께의 니켈-63 시트를 배치하여 두께가 10미크론에 불과한 독특한 단결정 다이아몬드 반도체를 개발했습니다. 방사성 소스의 붕괴 에너지는 전류로 변환되어 독립적인 단위를 형성합니다. 원자력전지는 모듈형으로 수십, 수백 개의 독립된 단위모듈로 구성할 수 있고 직렬 및 병렬로 사용할 수 있어 다양한 크기와 용량의 배터리 제품을 제조할 수 있다.