Một công ty khởi nghiệp Trung Quốc vừa tiết lộ loại pin mới mà họ tuyên bố có thể tạo ra điện trong 50 năm mà không cần sạc hoặc bảo trì. Họ đã phát triển loại pin năng lượng nguyên tử thu nhỏ mới nhất, được gọi là pin năng lượng hạt nhân BV100.
Betavolt Technology có trụ sở tại Bắc Kinh cho biết họ là công ty đầu tiên trên thế giới thực hiện việc thu nhỏ năng lượng nguyên tử, đồng vị hạt nhân niken-63 vào một mô đun nhỏ hơn một đồng xu.
 |
Các thiết bị di động không cần phải sạc nếu sử dụng loại pin hạt nhân này. |
Công ty cho biết pin thế hệ tiếp theo đã bước vào giai đoạn thử nghiệm thí điểm và cuối cùng sẽ được sản xuất hàng loạt cho các ứng dụng thương mại như điện thoại và máy bay không người lái.
Công nghệ cốt lõi của pin hạt nhân BV100 là sử dụng các hạt beta được giải phóng do sự phân rã của đồng vị hạt nhân niken-63 để chuyển đổi năng lượng hạt nhân thành năng lượng điện thông qua bộ chuyển đổi bán dẫn kim cương độc đáo. Chất bán dẫn kim cương là vật liệu bán dẫn thế hệ thứ tư có tính linh động mang điện tích cao và khả năng thu thập, chuyển đổi các electron bức xạ một cách hiệu quả.
Nhóm các nhà khoa học của Betavolt đã phát triển chất bán dẫn kim cương đơn tinh thể hiệu suất cao chỉ dày 10 micron, đặt một lớp niken-63 dày 2 micron giữa hai bộ chuyển đổi bán dẫn kim cương để tạo thành một mô-đun đơn vị khép kín. Cấu trúc này giúp hệ số thu electron bức xạ của pin hạt nhân BV100 lên tới 98%, vượt xa mức của các loại pin hạt nhân khác.
Trong thông cáo báo chí phát đi, công ty tuyên bố: “ Pin năng lượng nguyên tử Betavolt có thể đáp ứng nhu cầu cung cấp năng lượng lâu dài trong nhiều tình huống, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, thiết bị AI, thiết bị y tế, bộ vi xử lý, cảm biến tiên tiến, máy bay không người lái nhỏ và robot siêu nhỏ”.
“Sự đổi mới năng lượng mới này sẽ giúp Trung Quốc đạt được lợi thế dẫn đầu trong vòng mới của cuộc cách mạng công nghệ AI.”
 |
Kết cấu các lớp của pin hạt nhân PV100 do Betavol Technology công bố. |
Pin hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng được giải phóng khi phân hủy các đồng vị thành điện năng, thông qua một quá trình được khám phá lần đầu tiên vào thế kỷ 20.
Các nhà khoa học ở Liên Xô và Hoa Kỳ đã có thể phát triển công nghệ này để sử dụng trong tàu vũ trụ, hệ thống dưới nước và các trạm khoa học từ xa, tuy nhiên pin nhiệt hạch vừa tốn kém vừa cồng kềnh.
Nhiệm vụ thu nhỏ và thương mại hóa pin hạt nhân được thực hiện theo Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 của Trung Quốc nhằm củng cố nền kinh tế đất nước từ năm 2021 đến năm 2025, trong khi các tổ chức nghiên cứu ở Mỹ và Châu Âu cũng đang nỗ lực phát triển chúng.
Betavolt cho biết pin hạt nhân đầu tiên của họ có thể cung cấp 100 microwatt với điện áp 3V, đồng thời có kích thước 15x15x5 milimét, tuy nhiên họ có kế hoạch sản xuất pin có công suất 1 watt vào năm 2025.
Kích thước nhỏ của chúng có nghĩa là chúng có thể được sử dụng hàng loạt để tạo ra nhiều năng lượng hơn, giúp công ty tưởng tượng ra những chiếc điện thoại di động không bao giờ cần sạc và máy bay không người lái có thể bay mãi mãi.
Thiết kế nhiều lớp của nó cũng có nghĩa là nó sẽ không bắt lửa hoặc phát nổ trước lực đột ngột, Betavolt tuyên bố, đồng thời có khả năng hoạt động ở nhiệt độ từ -60C đến 120C.
Công ty cho biết: “Pin năng lượng nguyên tử do Betavolt phát triển tuyệt đối an toàn, không có bức xạ bên ngoài và phù hợp để sử dụng trong các thiết bị y tế như máy điều hòa nhịp tim, tim nhân tạo và ốc tai trong cơ thể con người”.
“Pin năng lượng nguyên tử thân thiện với môi trường. Sau thời gian phân rã, đồng vị niken-63 biến thành đồng vị ổn định hơn, không có tính phóng xạ và không gây ra bất kỳ mối đe dọa hay ô nhiễm nào cho môi trường.
Công ty cũng có kế hoạch nghiên cứu việc sử dụng các đồng vị hạt nhân khác nhau trong các phiên bản pin hạt nhân trong tương lai, bao gồm strontium-90, promethium-147 và deuterium, có thể tồn tại từ hai đến 30 năm trong một thiết bị.
