Numéro un mondial des batteries à énergie atomique

La batterie à énergie atomique utilise principalement le nickel-63 comme source d’énergie et le semi-conducteur diamant comme convertisseur d’énergie. Il s'agit d'une alimentation CC qui peut produire une alimentation impulsionnelle avec une durée de vie plus longue en ajoutant 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 protectrice de batterie.

La batterie bêta-volt nickel-63 diamant est une pile de convertisseurs semi-conducteurs en diamant et de feuilles de nickel-63 de 2 µm d'épaisseur. La batterie est modulaire. Un module est composé d'au moins 2 convertisseurs et 1 couche de nickel-63. Il est empilé 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 3x3x0,03㎜ (composée de 2 convertisseurs et d'1 couche de nickel 63). À en juger par l'énergie incidente sur le dispositif transducteur à semi-conducteur en diamant, le taux de conversion d'énergie de la batterie atteint 8,8 %. Si elles sont utilisées avec des sources radioactives au nickel-63 de plus grande pureté, la densité de puissance des batteries sera encore améliorée.

Les batteries à énergie atomique sont des batteries physiques et non des batteries électrochimiques. Leur densité énergétique est plus de 10 fois supérieure à celle des batteries ternaires au lithium. Ils peuvent stocker 3 300 mégawattheures dans une batterie de 1 gramme. Ils ne prennent pas feu et n’explosent pas en réponse à l’acupuncture et aux coups de feu. Parce qu'elle génère de l'électricité autoproduite pendant 50 ans, il n'y a aucune notion du nombre de cycles d'une batterie électrochimique (2 000 charges et décharges). La production d’énergie des batteries à énergie atomique est stable et ne changera pas en raison des environnements et des charges difficiles. Il peut fonctionner normalement dans la plage de 120 degrés au-dessus de zéro et de -60 degrés en dessous de zéro, et n'a pas d'auto-décharge. La batterie à énergie atomique développée par Betavolt est absolument sûre, ne produit aucun rayonnement externe et convient à une utilisation dans des dispositifs médicaux tels que des stimulateurs cardiaques, des cœurs artificiels et des cochlées dans le corps humain. Les batteries à énergie atomique sont respectueuses de l’environnement. Après la période de désintégration, l'isotope nickel-63, en tant que source radioactive, devient un isotope stable du cuivre, non radioactif et ne présentant aucune menace ni pollution pour l'environnement. Ainsi, contrairement aux batteries chimiques existantes, les batteries nucléaires ne nécessitent pas de processus de recyclage coûteux.

Ce produit combine la technologie de désintégration des isotopes nucléaires du nickel-63 et le premier module semi-conducteur en diamant (semi-conducteur de 4e génération) de Chine pour parvenir avec succès à la miniaturisation, à la modularisation et au faible coût des batteries à énergie atomique, démarrant ainsi le processus d'utilisation civile. Cela montre que la Chine a réalisé simultanément une innovation de rupture dans les deux domaines de haute technologie que sont les batteries à énergie atomique et les semi-conducteurs en diamant de quatrième génération, ce qui la place « bien en avance » sur les institutions et entreprises de recherche scientifique européennes et américaines.

Les batteries à énergie atomique peuvent produire de l’électricité de manière stable et autonome pendant 50 ans sans recharge ni entretien. Ils sont entrés dans la phase pilote et seront mis en production en série sur le marché. Les batteries à énergie atomique Betavolt peuvent répondre aux besoins d'alimentation électrique de longue durée dans de multiples scénarios 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 aidera la Chine à prendre une longueur d'avance dans le nouveau cycle de révolution technologique de l'IA.

Les batteries à énergie atomique, également connues sous le nom de batteries nucléaires ou batteries à radio-isotopes, fonctionnent sur le principe d'utiliser l'énergie libérée par la désintégration des isotopes nucléaires et de la convertir en énergie électrique via des convertisseurs à semi-conducteurs. Il s’agit 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 et lourd, présente des températures internes élevées, est coûteux et ne peut pas être utilisé par des 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 que la civilisation de la technologie nucléaire et le développement polyvalent des isotopes nucléaires soient des tendances de développement futures.

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