Teknologi Betavolt, sebuah perusahaan yang berbasis di Beijing telah mengumumkan miniaturisasi nuklir baterai menggunakan radioisotop Ni-63 dan modul semikonduktor berlian (semikonduktor generasi keempat).
Nuklir baterai (dikenal dengan berbagai nama sebagai atom baterai atau baterai radioisotop atau generator radioisotop atau baterai radiasi-volta atau baterai Betavoltaik) terdiri dari radioisotop pemancar beta dan semikonduktor. Ini menghasilkan listrik melalui transisi semikonduktor partikel beta (atau elektron) yang dipancarkan oleh radioisotop nikel-63. Betavoltaik baterai (yaitu nuklir baterai yang menggunakan emisi partikel beta dari isotop Ni-63 untuk pembangkit listrik) teknologinya telah tersedia selama lebih dari lima dekade sejak penemuan pertama pada tahun 1913 dan secara rutin digunakan di ruang sektor untuk menggerakkan muatan pesawat ruang angkasa. Kepadatan energinya sangat tinggi tetapi keluaran dayanya sangat rendah. Keuntungan utama dari nuklir baterai tahan lama, pasokan listrik terus menerus selama lima dekade.
Tabel: Jenis baterai
| Baterai kimia mengubah energi kimia yang tersimpan dalam perangkat menjadi listrik. Ini pada dasarnya adalah sel elektrokimia yang terdiri dari tiga elemen dasar – katoda, anoda, dan elektrolit. Dapat diisi ulang, berbagai logam dan elektrolit dapat digunakan misalnya baterai Alkaline, Nickel Metal Hydride (NiMH), dan Lithium Ion. Ini memiliki kepadatan daya rendah tetapi keluaran daya tinggi. |
| Baterai bahan bakar mengubah energi kimia bahan bakar (seringkali hidrogen) dan zat pengoksidasi (seringkali oksigen) menjadi listrik. Jika hidrogen adalah bahan bakarnya, produk yang dihasilkan hanyalah listrik, air, dan panas. |
| Baterai nuklir (juga dikenal sebagai Baterai atom or Baterai radioisotop or generator radioisotop atau Baterai radiasi-volta) mengubah energi radioisotop dari peluruhan isotop radioaktif untuk menghasilkan listrik. Baterai nuklir memiliki kepadatan energi yang tinggi dan tahan lama namun memiliki kelemahan yaitu keluaran daya yang rendah. Baterai betavoltaik: baterai nuklir yang menggunakan emisi beta (elektron) dari radioisotop. Baterai volta sinar-X menggunakan radiasi sinar-X yang dipancarkan oleh radioisotop. |
Teknologi BetavoltInovasi nyata dari perusahaan ini adalah pengembangan semikonduktor berlian generasi keempat kristal tunggal dengan ketebalan 10 mikron. Berlian lebih cocok digunakan karena celah pitanya yang besar di atas 5eV dan ketahanan terhadap radiasi. Konverter berlian berefisiensi tinggi adalah kunci dalam pembuatan baterai nuklir. Lembaran radioisotop Ni-63 dengan ketebalan 2 mikron ditempatkan di antara dua konverter semikonduktor berlian. Baterainya bersifat modular yang terdiri dari beberapa unit independen. Daya baterai 100 mikrowatt, tegangan 3V, dan dimensi 15 X 15 X 5 mm3.
Baterai betavoltaik perusahaan Amerika Widetronix menggunakan semikonduktor silikon karbida (SiC).
BV100, baterai nuklir mini, yang dikembangkan oleh Teknologi Betavolt saat ini sedang dalam tahap uji coba dan kemungkinan akan memasuki tahap produksi massal dalam waktu dekat. Hal ini dapat digunakan untuk menggerakkan peralatan AI, peralatan medis, sistem MEMS, sensor canggih, drone kecil, dan robot mikro.
Sumber daya mikro mini seperti itu merupakan kebutuhan saat ini mengingat kemajuan nanoteknologi dan elektronik.
Teknologi Betavolt berencana meluncurkan baterai dengan daya 1 watt pada tahun 2025.
Sehubungan dengan hal tersebut, sebuah penelitian baru-baru ini melaporkan baterai volta-radiasi sinar-X (X-ray-voltaik) yang baru dengan output daya hingga tiga kali lebih tinggi dibandingkan baterai betavoltaik yang canggih.
***
Referensi:
- Berita Teknologi Betavolt 2024 – Betavolt berhasil mengembangkan baterai energi atom untuk keperluan sipil. Diposting 8 Januari 2024. Tersedia di https://www.betavolt.tech/359485-359485_645066.html
- Zhao Y., et al 2024. Anggota baru sumber tenaga mikro untuk eksplorasi lingkungan ekstrem: baterai volta sinar-X. Energi Terapan. Volume 353, Bagian B, 1 Januari 2024, 122103/ DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.122103
***
