50 Yıl Boyunca Şarjsız Güç Sunan, Madeni Para Boyutunda Nükleer Batarya Seri Üretime Girdi

Çinli bir batarya üreticisi, kompakt nükleer enerji alanında çığır açan bir yeniliğe imza atarak dünya genelinde büyük bir rekabet başlattı. Geliştirilen teknoloji, radyoaktif bir nikel izotopunun kararlı bakıra bozunmasıyla çalışan madeni para büyüklüğünde bir bataryaya dayanıyor. Başlangıçta nispeten düşük güç sunan bu batarya, kolaylıkla katmanlar halinde düzenlenerek 50 yıla kadar enerji sağlayacak şekilde ölçeklendirilebiliyor.

Enerji depolama alanı, BV100 adlı minyatür atomik enerji bataryasının seri üretime girmesiyle birlikte önemli bir dönüm noktasına ulaştı. Popular Mechanics dergisine göre, Beijing Betavolt New Energy Technology tarafından geliştirilen bu madeni para boyutundaki batarya, 50 yıl boyunca şarj veya bakım gerektirmeden enerji sağlayabiliyor. Bu teknoloji, pratik ve ölçeklenebilir nükleer enerji çözümleri açısından dikkate değer bir ilerleme olarak değerlendiriliyor. Betavolt, Çin, ABD ve Avrupa’daki şirketler arasında yoğun rekabetin sürdüğü nükleer batarya sektöründe küresel bir lider konumuna yükseldi. Şirketin başarısı, Çin’in bilim çevrelerinde de tanındı. Betavolt, Çin Ulusal Nükleer Kurumu’nun 2023 Yenilik Yarışması’nda üçüncülük ödülünü aldı ve yerel patent başvurularının ardından PCT çerçevesinde küresel başvurular için hazırlık sürecine başladı.

Bu teknolojik atılımın temelleri geçtiğimiz yıl atıldı. Betavolt, BV100’ü Çin’in dördüncü nesil elmas yarı iletken teknolojisini entegre eden ilk nükleer batarya olarak tanıttı. BV100, radyoaktif nikel-63 çekirdeğinin bozunmasından elde edilen enerjiyi kullanıyor. İki mikron kalınlığındaki çekirdek, her biri 10 mikron kalınlığında iki elmas yarı iletken plaka arasında yer alıyor ve izotopun bozunması sırasında açığa çıkan enerjiyi verimli biçimde elektriğe dönüştürüyor. Modüler yapısı sayesinde, hücreler seri ya da paralel şekilde birleştirilerek farklı kapasite ve boyutlarda bataryalar üretilebiliyor.

BV100, küçük bir madeni para boyutunda olup, 3 voltluk sabit bir çıkışla 100 mikrowatt güç üretiyor. Mevcut kapasite akıllı telefon veya dizüstü bilgisayar gibi yüksek enerjili cihazlar için yeterli olmasa da, Betavolt birden fazla bataryayı bir araya getirerek daha büyük güç ihtiyaçlarını karşılayabilecek çözümler üzerinde çalışıyor. Şirket, yılın ilerleyen dönemlerinde bir watt gücünde yeni bir model piyasaya sürmeyi planlıyor. Bu yeni batarya, tüketici elektroniğinden kesintisiz uçuş yapabilecek insansız hava araçlarına kadar geniş bir kullanım yelpazesine hitap edecek.

Nükleer bataryanın avantajları yalnızca uzun ömür ve kompakt yapıyla sınırlı kalmıyor. Geleneksel kimyasal bataryalara kıyasla enerji yoğunluğu çok daha yüksek. BV100, gram başına 3.300 miliwatt-saat enerji depolayabiliyor; bu da üçlü lityum bataryaların on katından fazla. Ayrıca -60°C ile +120°C sıcaklık aralığında güvenle çalışabiliyor, kendi kendine boşalmıyor ve yangın ya da patlama riski taşımıyor. Şirket, çevresel etkilerin de son derece düşük olduğunu belirtiyor. Nikel-63 izotopu zamanla kararlı bakıra dönüştüğü için pahalı geri dönüşüm işlemlerine ihtiyaç kalmıyor.

Betavolt’un geliştirdiği teknoloji, Soğuk Savaş döneminde uzay uygulamaları için tasarlanmış olan hacimli ve pahalı termoelektrik jeneratörlere dayanan geleneksel nükleer bataryalardan büyük ölçüde ayrışıyor. O dönem bataryaları yüksek iç sıcaklıklar ve güvenlik endişeleri nedeniyle yaygın kullanım alanı bulamamıştı. Betavolt’un benimsediği betavoltaik yaklaşım ise, radyoaktif bozunma sırasında yayılan beta parçacıklarını kullanarak elektrik üretiyor ve çok daha güvenli, verimli ve kompakt bir çözüm sunuyor.

Şirket, geliştirilen teknolojinin kullanım alanlarının neredeyse sınırsız olduğunu ifade ediyor. Havacılık sistemlerinden yapay zeka tabanlı cihazlara, medikal ekipmanlardan mikro robotlara ve küçük dronlara kadar, uzun ömürlü enerji kaynağı gerektiren pek çok sistem için uygun bir seçenek sunuluyor. Betavolt’un Yönetim Kurulu Başkanı ve CEO’su Zhang Wei, “Şu anda büyük elmas yarı iletken malzemeleri küresel ölçekte üretebilen tek şirketiz” açıklamasını yaptı. Zhang, bu yetkinliğin aynı zamanda süper kapasitörler ve ultra uzun karbon nanotüp materyaller gibi ileri teknolojilerde de önemli uygulama alanları bulabileceğini belirtti.

Betavolt’un başarısı, küresel ölçekte nükleer batarya teknolojisine olan ilgiyi artırdı. Çin’deki Northwest Normal Üniversitesi gibi kurumlar karbon-14 gibi nadir izotoplar üzerinden benzer teknolojiler geliştirmek üzere araştırmalar yürütüyor. ABD merkezli City Labs, Kronos Advanced Technologies ve Yasheng Group ile Birleşik Krallık’tan Arkenlight gibi şirketler de betavoltaik teknolojiler konusunda ilerlemeler kaydediyor. City Labs, yakın zamanda ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri’nden fon alarak kalp pili ve yapay kalp gibi tıbbi cihazlara entegre edilebilecek uzun ömürlü betavoltaik bataryalar üzerinde çalışmaya başladı. Ancak söz konusu hücrelerde enerji kaynağı olarak trityum izotopu tercih ediliyor.

‍



Kaynak:https://www.techspot.com/news/107357-coin-sized-nuclear-3v-battery-50-year-lifespan.html