Numéro un mondial des batteries à énergie atomique

La batterie nucléaire utilise principalement du nickel-63 comme source d'énergie et un semi-conducteur diamant comme convertisseur. Il s'agit d'une alimentation CC capable de produire une alimentation pulsée à durée de vie prolongée grâce à l'ajout d'un supercondensateur comme dispositif de stockage d'énergie. La structure de base de cette batterie nucléaire comprend : un convertisseur, un substrat, une source de nickel-63 et une couche de protection.

La batterie bêta-volts nickel-63 diamant est un empilement de convertisseurs semi-conducteurs diamant et de feuilles de nickel-63 de 2 μm d'épaisseur. La batterie est modulaire. Un module est composé d'au moins deux convertisseurs et d'une couche de nickel-63. Empilés en continu pour former un groupe de modules, plusieurs groupes de modules sont connectés en série et en parallèle, et la puissance peut être configurée de quelques microwatts à plusieurs watts. La taille minimale de la batterie à énergie atomique est de 3 x 3 x 0,03 μm (composée de deux convertisseurs et d'une couche de nickel-63). D'après l'énergie incidente sur le transducteur semi-conducteur diamant, le taux de conversion d'énergie de la batterie atteint 8,8 %. L'utilisation de sources radioactives nickel-63 de plus grande pureté améliorera encore la densité de puissance des batteries.

Les batteries à énergie atomique sont des batteries physiques, et non électrochimiques. Leur densité énergétique est plus de dix fois supérieure à celle des batteries ternaires au lithium. Elles peuvent stocker 3 300 mégawattheures dans une batterie de 1 gramme. Elles ne s'enflamment pas et n'explosent pas sous l'effet de l'acupuncture ou d'un coup de feu. Grâce à leur capacité de production d'électricité pendant 50 ans, le nombre de cycles d'une batterie électrochimique (2 000 charges et décharges) est incalculable. La production d'énergie des batteries à énergie atomique est stable et ne subit aucune variation due aux environnements et aux charges difficiles. Elles peuvent fonctionner normalement entre 120 °C et -60 °C, et ne présentent aucune autodécharge. La batterie à énergie atomique développée par Betavolt est absolument sûre, exempte de rayonnement externe et convient aux dispositifs médicaux tels que les stimulateurs cardiaques, les cœurs artificiels et les cochlées. Les batteries à énergie atomique sont respectueuses de l'environnement. Après la période de désintégration, l'isotope nickel-63, source radioactive, devient un isotope stable du cuivre, non radioactif et sans danger ni pollution pour l'environnement. Par conséquent, contrairement aux batteries chimiques existantes, les batteries nucléaires ne nécessitent pas de processus de recyclage coûteux.

Ce produit associe la technologie de désintégration nucléaire des isotopes du nickel-63 au premier module semi-conducteur diamant de Chine (semi-conducteur de 4e génération). Il permet ainsi de miniaturiser, de modulariser et de réduire le coût des batteries à énergie atomique, ouvrant ainsi la voie à une utilisation civile. Cela témoigne de la capacité de la Chine à innover de manière disruptive dans deux domaines de haute technologie, les batteries à énergie atomique et les semi-conducteurs diamant de 4e génération, lui permettant ainsi de prendre une longueur d'avance sur les instituts de recherche et les entreprises européens et américains.

Les batteries à énergie atomique peuvent produire de l'électricité de manière stable et autonome pendant 50 ans, sans charge ni entretien. Elles sont entrées en phase pilote et seront commercialisées en série. Les batteries à énergie atomique Betavolt peuvent répondre aux besoins d'alimentation électrique longue durée de multiples secteurs, tels que l'aérospatiale, les équipements d'IA, les équipements médicaux, les systèmes MEMS, les capteurs avancés, les petits drones et les microrobots. Cette nouvelle innovation énergétique permettra à la Chine de prendre une longueur d'avance dans la nouvelle révolution technologique de l'IA.

Les batteries à énergie atomique, également appelées batteries nucléaires ou batteries à radio-isotopes, fonctionnent selon le principe de l'utilisation de l'énergie libérée par la désintégration des isotopes nucléaires et de sa conversion en énergie électrique grâce à des convertisseurs à semi-conducteurs. Il s'agissait d'un domaine de haute technologie sur lequel les États-Unis et l'Union soviétique se sont concentrés dans les années 1960. Actuellement, seules les batteries thermonucléaires sont utilisées dans l'aérospatiale. Ce type de batterie est volumineux, lourd, présente des températures internes élevées, est coûteux et inutilisable par les civils. Ces dernières années, la miniaturisation, la modularisation et l'utilisation civile des batteries nucléaires ont été les objectifs et les orientations poursuivis par les pays européens et américains. Le 14e Plan quinquennal et les Objectifs de la Vision 2035 de la Chine proposent également la civilarisation de la technologie nucléaire et le développement polyvalent des isotopes nucléaires comme des tendances de développement futures.

Les batteries nucléaires suivent une voie technologique totalement différente : elles génèrent du courant électrique grâce à la transition semi-conductrice des particules bêta (électrons) émises par la source radioactive de nickel-63. Pour ce faire, l'équipe de scientifiques de Betavolt a développé un semi-conducteur diamant monocristallin unique de seulement 10 microns d'épaisseur, en plaçant une feuille de nickel-63 de 2 microns d'épaisseur entre deux convertisseurs semi-conducteurs diamant. L'énergie de désintégration de la source radioactive est convertie en courant électrique, formant ainsi une unité indépendante. Les batteries nucléaires sont modulaires et peuvent être composées de dizaines, voire de centaines de modules indépendants, et peuvent être utilisées en série et en parallèle, ce qui permet de fabriquer des batteries de tailles et de capacités variées.