Blockdit Logo (Mobile)
Antfield
•
19 ม.ค. เวลา 13:18 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

จีนพัฒนาแบตเตอรี่นิวเคลียร์ขนาดจิ๋วใช้ยาว 50 ปี เตรียมผลิตจำหน่ายในอีกไม่นาน

Betavolt Technology บริษัท Startup จากจีนประกาศความสำเร็จในการพัฒนา BV100 ​แบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์ที่มีขนาดเล็กเพียง 15x15x5 มิลลิเมตร
2
โดยแบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์นี้เป็นประเภท isotope battery ซึ่งใช้การแปลงพลังงานจากการสลายตัวแบบปล่อยรังสีเบตา(β-decay) ของไอโซโทปธาตุโลหะนิกเกิล-63 ซึ่งเจ้ารังสีเบตา(อนุภาคเบตาหรืออิเล็คตรอนพลังงานสูง) นี้จะไปทำให้เกิดกระแสอิเล็คตรอนไหลในตัวนำที่ Betavolt พัฒนาขึ้นมาเป็นพิเศษ
อนุกรมการสลายตัวของไอโซโทปธาตุต่าง ๆ จนมาเป็น นิกเกิล-63 ก่อนไปเสถียรที่การกลายเป็นทองแดง
โดยตัวนำไฟฟ้านี้ทำมาจากเพชรซึ่งเหมาะมากกับ isotope battery เนื่องจากมีช่องว่างของวงโคจรอิเล็คตรอนในผลึกกว้าง (large band gap) และทนทานต่อการแผ่รังสีของธาตุไอโซโทปที่เป็นแหล่งพลังงาน
2
ด้วยเทคนิคการผลิตที่ใช้เพชรเจือโบรอนเป็นวัสดุพิมพ์ผ่านกระบวนการ plasma chemical vapor deposition ในการทำแผ่นตัวนำแปลงพลังงานชนิดพิเศษนี้
หน้าตาของแผ่นตัวนำพิเศษทำจากเพชรที่ทาง Betavolt พัฒนาขึ้นมา มีความหนาเพียง 10 ไมครอน ด้วยขนาดแผ่น 3-20 มิลลิเมตร(กว้างxยาว)
ด้วยการซ้อนแผ่นตัวนำคั่นระหว่างแผ่นโลหะนิกเกิล-63 ที่หนาเพียงชั้นละ 2 ไมครอน ทำให้เมื่อแพ็ครวมกันอยู่ในตัวแบตเตอรี่ก็จะสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าออกมาได้ด้วยแรงดันไฟ 3 โวลต์
โดยถ่านพลังนิวเคลียร์ที่ใช้นิกเกิล-63 เป็นแหล่งพลังงานนี้ยังสามารถทำให้มีขนาดเล็กที่สุดได้จิ๋วถึงขนาด 3x3x0.03 มิลลิเมตร โดยเป็นเซลล์ที่ประกอบด้วยแผ่นนิกเกิล-63 ชั้นเดียวและประกบด้วยแผ่นตัวนำ 2 แผ่น
BV100 หนึ่งก้อนประกอบด้วยแผ่นนิกเกิล-63 และแผ่นตัวนำอย่างละ 3 ชั้น อัดซ้อนกันอยู่ด้วยความหนาแค่ 5 มิลลิเมตร
ซึ่งเจ้า BV100 ถ่านจิ๋วพลังนิวเคลียร์นี้สามารถให้พลังงานต่อเนื่องด้วยกำลังไฟ 0.1 มิลลิวัตต์ต่อเนื่องได้เป็นเวลากว่า 50 ปีโดยไม่ต้องเปลี่ยนถ่านกันเลยทีเดียว
3
BV100 ยังสามารถนำมาใช้งานต่อกันเพื่อเพิ่มแรงดันไฟใช้งานได้เหมือนกันถ่านกระดุมแบบลิเธียมที่มีใช้งานในปัจจุบัน แต่ BV100 สามารถจ่ายไฟด้วยกำลังไฟมากกว่าถึง 10 เท่า ทำให้สามารถเอาไปประยุกต์ใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟให้กับมือถือหรือโดรนขนาดเล็กเพื่อให้ใช้งานได้ตลอดเวลา
2
ขนาดใกล้เคียงกัน แรงดันไฟก็ 3V เท่ากัน กับถ่านกระดุมลิเธียม CR2032
ทั้งนี้แน่นอนว่าด้วยกำลังจ่ายไฟเพียง 0.1 มิลลิวัตต์นี้คงไม่เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับมือถือ Spec แรงเอาไว้เล่นเกมส์ แต่กับ Spec ใช้งานทั่วไปอาจจะมีความเป็นไปได้ในอนาคต
2
ซึ่งทาง Betavolt ก็กำลังพัฒนาแบตเตอรี่รุ่นที่สามารถจ่ายกำลังไฟได้ถึง 1 วัตต์ให้ได้ภายในปี 2025 (ยิ่งถ้าเพิ่มความบริสุทธิ์ของแผ่นนิกเกิล-63 ได้ก็จะยิ่งเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานและกำลังไฟที่จ่ายออก) เพื่อเพิ่มโอกาสในการประยุกต์ใช้งานให้ได้หลากหลายมากขึ้น และทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาต่าง ๆ สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องพึ่งพาการชาร์จไฟ
1
ถ้า CPU มือถือตัวประหยัดไฟ อย่าง Dimensity 1200 ชิป A55 อาจจะพอไหว?
Betavolt ยังเล็งการนำเอา BV100 ไปประยุกต์ใช้งานทางการแพทย์กับการเป็นแหล่งพลังงานให้กับอุปกรณ์ที่ต้องมีการฝังในร่างกายมนุษย์ อย่างเช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจชนิดฝัง แบบว่าฝังลืมไม่ต้องผ่ามาเปลี่ยนถ่านกันเลย
2
ซึ่งประเด็นเรื่องการแผ่รังสีที่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์นั้น Betavolt เครมว่าไม่มีอันตรายเพราะไม่มีการแผ่รังสีออกมาภายนอก ทั้งนี้รังสีเบตาที่แผ่จากแผ่นโลหะนิกเกิล-63 นี้มีพลังงานต่ำจนไม่สามารถทะลุปลอกตัวแบตเตอรี่ออกมาได้
4
เครื่องกระตุ้นไฟฟ้าหัวใจ (เครดิตรูปจาก Thailand Heart Foundation)
ส่วนประเด็นเรื่องความปลอดภัยในด้านอื่นเช่นการติดไฟหรือการเหลือเป็นขยะนิวเคลียร์นั้น ก็ไม่มีประเด็นให้ต้องเป็นห่วงเพราะเมื่อตัวนิกเกิล-63 สลายตัวไปจนถ่านหมดพลังก็จะเหลือเป็นเพียงแผ่นทองแดง
3
รวมถึงแผ่นตัวนำที่ทำจากเพชรและปลอกตัวถ่านก็เป็นวัสดุที่ไม่ติดไฟจึงปลอดภัยในการใช้งาน และยังทนทานใช้งานในช่วงอุณหภูมิ 120 ถึง -60 องศาเซลเซียส
3
สำหรับแบตเตอรี่นิวเคลียร์นั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ มีการพัฒนาและนำมาใช้งานกันอยู่บ้างแล้วในบางวงการ อย่างเช่น ใช้งานทางทหารหรืออวกาศ เพราะแบตเตอรี่นิวเคลียร์นั้นแม้ให้กำลังไฟไม่เยอะแต่ให้ออกมาได้สม่ำเสมอต่อเนื่องยาวนาน
3
แบตเตอรี่นิวเคลียร์นั้นเป็นแหล่งพลังงานให้กับยานสำรวจและดาวเทียมมาตั้งแต่ยุคแรก ๆ
ใครที่อยากได้ถ่านพลังนิวเคลียร์มาใช้งานก็อดใจรออีกไม่นานเพราะ Betavolt กำลังเตรียมเริ่มสายการผลิต BV100 ออกจำหน่าย แต่ราคานั้นยังไม่มีการเปิดเผย แต่คาดว่าน่าจะแพงมาก ๆ อย่างแน่นอนเพราะวัตถุดิบในการผลิตแต่ละอย่างแพงเอาเรื่อง ^^
Betavolt นั้นยังมีแผนในการพัฒนาแบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์รุ่นอื่น ๆ ที่อาจใช้ไอโซโทปธาตุอื่น ๆ อีก อย่างเช่น สตรอนเชียม-90 , โพรมีเทียม-147 และดิวเทอเรียม ซึ่งคาดว่าจะทำแบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานได้ 2-30 ปี
ถ่านพลังนิวเคลียร์ในระดับคนทั่วไปใช้งานกำลังจะมีให้ใช้กันแล้ว อีกหน่อยจะมีขายตาม 7-11 มั้ยน้า ต้องรอดูกันต่อไป

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา