Китайская компания Betavolt New Energy Technology представила инновационную модульную алмазную батарею BV100, которая представляет собой устройство с радиоактивным изотопом никель-63 и алмазным полупроводником 4-го поколения, способное питать маломощные девайсы на протяжении десятилетий.

Развитие концепции ядерной батареи в той или иной форме продолжается ещё с начала 1950-х годов. Как правило, такое устройство представляет собой радио-термальный генератор, который преобразует тепловую энергию от распада радиоактивных элементов в электроэнергию при помощи некого подобия термопары или двигателя Стирлинга. В 2016 году эксперты Института Кабота Бристольского университета предложили обновлённую концепцию алмазной батареи, использующую алмазоподобное покрытие из углерода-14 в качестве радиоизотопного источника энергии в виде бета-излучения, а также покрытие с нормальным углеродом в качестве полупроводника и защитной капсулы радиоактивного углерода.

Прототипы алмазной батареи, использующие никель-63 и алмазный полупроводник, являются своего рода переходной ступенькой на пути к «идеалу» концепции с углеродом-14. Как и в случае с углеродом, изотоп никеля является источником бета-излучения: в процессе распада ядро излучает бета-частицы – высокоэнергичные и скоростные частицы (электроны, позитроны). Кристаллическая матрица алмаза служит полупроводником, при взаимодействии с которым эти частицы генерируют электрический ток. Именно на данной концепции и основывается работа батареи BV100.

BV100 – это модульная алмазная батарея китайской компании Betavolt New Energy Technology. По данным разработчиков, она представляет собой сэндвич из двух слоёв однокристальных алмазных полупроводников толщиной по 10 микронов и двух 2-микронных слоёв никеля-63. Каждый «сэндвич» из алмазного полупроводника и изотопа выступает независимой токогенерирующей единицей. Эти модули можно комбинировать, подключая их параллельно или последовательно для получения различных по параметрам батарей. Экспериментальный прототип BV100 содержит в себе только две таких единицы, помещённые в специальный «чехол», который ограничивает радиационное воздействие батареи на окружающую среду и защищает её от механических повреждений. Батарея размером около 15 x 15 x 5 мм производит 100 мВт при 3 В. Такой прототип служит пилотным образцом для демонстрации потенциала технологии, и в будущем в Betavolt рассчитывает выпустить более производительные версии алмазной батареи. Так, к 2025 году в компании планирует представить образец на 1 Вт.

Поскольку алмазная батарея генерирует электричество, а не просто хранит его в форме химической реакции, она не подвержена проблемам, ассоциируемым с циклами зарядки – разрядки. Производитель заявляет, что плотность энергии такой батареи в разы превосходит показатели литиевых аккумуляторов. К тому же, в отличие от литиевых батарей, алмазные не склонны к спонтанному возгоранию и взрывам. За счёт относительно длительного периода полураспада изотопа никель-63 такая батарейка может питать электронику на протяжении 50 лет. Конечным продуктом распада является стабильный (нерадиоактивный) изотоп медь-63, который входит в состав природной меди и не представляет угрозы для окружающей среды.