Австралійська інженерна компанія entX разом із Adelaide University оголосила про перехід від лабораторного зразка до передсерійного виробництва GenX Betavoltaic Power Generator -- батареї нового покоління, яку планують виготовляти із широким використанням адитивних технологій (3D-друку). Проєкт підтримує Additive Manufacturing Cooperative Research Centre (AMCRC) і спрямований на розв'язання однієї з ключових проблем роботи техніки у важкодоступних середовищах -- надійного живлення без обслуговування.
На відміну від традиційних радіоізотопних генераторів (RTG), які перетворюють тепло від радіоактивного розпаду на електричну енергію, метод betavoltaic застосовує енергію випромінювання для виробництва електрики в напівпровідникових структурах. У проекті GenX акцент зроблений на використанні ультратонких функціональних шарів: шляхом послідовного нанесення наношарів металів, металевих оксидів і напівпровідників створюються складні сендвіч-архітектури з високою питомою потужністю. У промисловому масштабі це поєднання технологій 3D-друку з методами покриття та тонкоплівкового осадження, включаючи адаптацію критичних процесів, таких як PVD, до масштабованого виробництва на сертифікованому підприємстві entX в Аделаїді. Одночасно команда активно працює над швидким прототипуванням захисту від радіації, що дозволяє спростити безпечну інтеграцію джерела живлення у різні вироби.
План робіт розрахований приблизно на 14 місяців, бюджет -- $1,8 млн; заявлена мета -- продемонструвати високопотужний betavoltaic-демонстратор і підготувати технологію до оцінки замовниками у сферах космосу, оборони та віддалених систем.
Чому це важливо? У сфері космічних досліджень та астрономії довготривале, самодостатнє джерело енергії, що не потребує обслуговування, відкриває нові горизонти, де традиційні сонячні панелі або часта підзарядка є неефективними. Це, зокрема, стосується роботи ровера під час двотижневої місячної ночі, живлення автономних сенсорів в затінених або важкодоступних місцях, а також компактних наукових платформ і сенсорних мереж. В астрономії це може означати подовження автономного функціонування приладів в екстремальних умовах та більшу гнучкість у виборі місця для розміщення спостережних систем.
Як це працює? Betavoltaic - ядерна батарейка, працює майже як сонячна панель -- тільки замість фотонів світла її підживлюють електрони (бета-частинки), які природно вилітають під час розпаду радіоізотопу. Поруч розташований напівпровідник із p-n переходом (майже як у сонячних елементах). Коли бета-частинки пролітають крізь нього, вони вибивають у матеріалі електрон-діркові пари (тобто створюють носії заряду). Вбудоване електричне поле p-n переходу розділяє ці заряди і у зовнішньому колі з'являється струм. Це не теплова схема (не як RTG), а пряме перетворення випромінювання в електрику.
Головне обмеження: ці акумулятори, як правило, забезпечують обмежену потужність, але здатні працювати тривалий час без необхідності в обслуговуванні. Саме з цієї причини їх використовують у космічних програмах та інших складних проектах.
#Електричний генератор #Космічний простір #Теплова енергія #Астрономія #Електричний заряд #Електрика #Бета-частинка #Електрична батарея #Джерело живлення #Радіація #Фотон #Електричне поле #Електрон #Метал #Енергетика #Напівпровідник #Датчик #P–n перехід #Університет Аделаїди #Оксид #Носій заряду
