[Энергия и элементы питания, Физика, Научно-популярное] Вечный двигатель?
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Про "супер-долгую" атомную батарейку с повышенной в 10 раз мощностью
Это история про инновационный автономный источник питания — компактную атомную батарейку, которая может работать до 20 лет. За счет оригинальной 3D-структуры бетавольтаического элемента ее размеры уменьшились втрое, удельная мощность повысилась на порядок, а себестоимость — снизилась на 50%. Да, вот такое чудо техники. Российское - суровое и оригинальное. За подробностями сюда...Ученые НИТУ «МИСиС» под руководством профессора кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников Виктора Мурашова представили инновационный автономный источник питания — компактную атомную батарейку, которая может работать десятилетиями. За счет оригинальной 3D-структуры бетавольтаического элемента ее размеры уменьшились втрое, удельная мощность повысилась в 10 раз, а себестоимость — снизилась на 50%. Результаты опубликованы в международном научном журнале Applied Radiation and Isotopes.
Соавторы - доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС», к.т.н. Сергей Леготин, аспирант Андрей КрасновВ конструкции устройства используется оригинальная, запатентованная микроканальная 3D-структура никелевого бетавольтаического элемента. Ее особенность в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи. Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока.
«Выходные электрические параметры предложенной конструкции составили: ток короткого замыкания IКЗ — 230 нА/см2 (в обычной планарной — 24 нА), итоговая мощность — 31нВт/см2, (в планарной — 3нВт). Конструкция позволяет на порядок повысить эффективность преобразования энергии, выделяющейся при распаде β-источника, в электроэнергию, что в перспективе снизит себестоимость источника примерно на 50% за счет рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа, — рассказывает один из разработчиков Сергей Леготин, доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС».
Определены оптимальные параметры конструкции преобразователя и рассчитаны его основные характеристики. На основании проведенных расчетов можно сделать вывод, что 3D-структура позволит увеличить площадь активной поверхности в 14 раз (при глубине микроканалов 80 мкм), а также вероятность проникновения бета-частиц в p-n переход по сравнению с планарной структурой преобразователя. И, как следствие, растет плотность неравновесных носителей заряда и выходная мощность устройства. Выходные электрические параметры предложенной конструкции при удельной активности Ni-63 2,7 мКи составили:
- ток короткого замыкания IКЗ = 276 мкА/см2 (в планарной - 24 нА);
- напряжение холостого хода UХХ = 149 мВ (125 мВ на планарный);
- мощность P = 23,7 мкВт/см2;
- КПД: η = 1,4 %. 3D бетавольтаического элемента с двусторонним преобразованием., - поясняет Сергей Леготин.
При этом разработка позволит на порядок увеличить удельную мощность, за счет чего в три раза снизятся массогабаритные показатели элементов питания батарей на их основе с сохранением требуемого уровня выходной мощности.Батарейка может быть применена в нескольких функциональных режимах: в качестве аварийного источника питания и датчика температуры в устройствах, используемых при экстремальных температурах и в труднодоступных (или совсем не доступных) местах: в космосе, под водой, в высокогорных районах.Уникальные свойства источника питания - в рекордно высокой удельной энергоемкости, надежности, способности работать без обслуживания и беспрецедентно большом сроке службы. Бетавольтаические преобразователи станут незаменимы в ситуациях, где химические элементы питания не могут обеспечить длительной и стабильной работы, например, в задачах, связанных с освоением космоса или с электропитанием приборов в условиях критически низких температур — в Арктике и ЗаполярьеВ настоящий момент разработчики завершают процедуру международного патентования изобретения, а само устройство уже признано зарубежными экспертами. В частности, в обзоре международного агентства маркетинговых исследований Research and MarketsНИТУ «МИСиС» назван одним из ключевых участников мирового рынка бетавольтаических батарей. Университет вошел в один ряд с такими компаниями, как City Labs, BetaBatt, Qynergy Corp и Widetronix.В обзоре указано, что разработка ученых НИТУ «МИСиС» — батарейка на основе бетавольтаических элементов (БВЭ) — имеет большой потенциал, так как потребности в надежных элементах питания с длительным сроком службы растут во всех отраслях промышленности. С учетом уникальных характеристик — небольшого размера и безопасности — разработка НИТУ «МИСиС», сможет занять существенную долю рынка источников питания.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Производство и разработка электроники, Научно-популярное, Биотехнологии, Здоровье] Нет реальности без боли: электронный эквивалент рецепторов кожи человека
- [Научно-популярное, Физика, Химия, Экология, Энергия и элементы питания] Ядерное наследие первенца атомной энергетики СССР
- [Будущее здесь, Научно-популярное, Читальный зал, Энергия и элементы питания] Как сохранять МНОГО электричества?
- [Космонавтика, Научно-популярное, Фототехника] Исследователи сделали первую в мире цифровую фотографию с разрешением 3200 мегапикселей
- [Математика, Научно-популярное] Специалисты по информатике хотят загнать в угол гипотезу Коллатца (перевод)
- [Производство и разработка электроники, Космонавтика, Научно-популярное, Электроника для начинающих, Схемотехника] Common misconceptions about space-grade integrated circuits
- [3D-принтеры, Биотехнологии, Научно-популярное, Химия] Самосборное оригами: материал с памятью формы на основе кератина
- [Научно-популярное] Неопантеизм – бессмысленная попытка заглянуть за границу холста
- [Здоровье, Мозг, Научно-популярное, Читальный зал] Рецепт квантовой памяти
- [LaTeX, Физика] Как писать книгу в LaTeXe по физике. Cтатья 1
Теги для поиска: #_energija_i_elementy_pitanija (Энергия и элементы питания), #_fizika (Физика), #_nauchnopopuljarnoe (Научно-популярное), #_atomnaja_batarejka (Атомная батарейка), #_jadernaja_batarejka (Ядерная батарейка), #_energetika (Энергетика), #_elementy_pitanija (Элементы питания), [url=https://torrents-local.xyz/search.php?nm=%23_blog_kompanii_nitu_«misis»&to=0&allw=0&o=1&s=0&f%5B%5D=820&f%5B%5D=959&f%5B%5D=958&f%5B%5D=872&f%5B%5D=967&f%5B%5D=954&f%5B%5D=885&f%5B%5D=882&f%5B%5D=863&f%5B%5D=881&f%5B%5D=860&f%5B%5D=884&f%5B%5D=865&f%5B%5D=873&f%5B%5D=861&f%5B%5D=864&f%5B%5D=883&f%5B%5D=957&f%5B%5D=859&f%5B%5D=966&f%5B%5D=956&f%5B%5D=955]#_blog_kompanii_nitu_«misis» (
Блог компании НИТУ «МИСиС»
)[/url], #_energija_i_elementy_pitanija (
Энергия и элементы питания
), #_fizika (
Физика
), #_nauchnopopuljarnoe (
Научно-популярное
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 23:55
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
|
Про "супер-долгую" атомную батарейку с повышенной в 10 раз мощностью  Это история про инновационный автономный источник питания — компактную атомную батарейку, которая может работать до 20 лет. За счет оригинальной 3D-структуры бетавольтаического элемента ее размеры уменьшились втрое, удельная мощность повысилась на порядок, а себестоимость — снизилась на 50%. Да, вот такое чудо техники. Российское - суровое и оригинальное. За подробностями сюда...Ученые НИТУ «МИСиС» под руководством профессора кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников Виктора Мурашова представили инновационный автономный источник питания — компактную атомную батарейку, которая может работать десятилетиями. За счет оригинальной 3D-структуры бетавольтаического элемента ее размеры уменьшились втрое, удельная мощность повысилась в 10 раз, а себестоимость — снизилась на 50%. Результаты опубликованы в международном научном журнале Applied Radiation and Isotopes.  Соавторы - доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС», к.т.н. Сергей Леготин, аспирант Андрей КрасновВ конструкции устройства используется оригинальная, запатентованная микроканальная 3D-структура никелевого бетавольтаического элемента. Ее особенность в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи. Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока. «Выходные электрические параметры предложенной конструкции составили: ток короткого замыкания IКЗ — 230 нА/см2 (в обычной планарной — 24 нА), итоговая мощность — 31нВт/см2, (в планарной — 3нВт). Конструкция позволяет на порядок повысить эффективность преобразования энергии, выделяющейся при распаде β-источника, в электроэнергию, что в перспективе снизит себестоимость источника примерно на 50% за счет рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа, — рассказывает один из разработчиков Сергей Леготин, доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС».
Определены оптимальные параметры конструкции преобразователя и рассчитаны его основные характеристики. На основании проведенных расчетов можно сделать вывод, что 3D-структура позволит увеличить площадь активной поверхности в 14 раз (при глубине микроканалов 80 мкм), а также вероятность проникновения бета-частиц в p-n переход по сравнению с планарной структурой преобразователя. И, как следствие, растет плотность неравновесных носителей заряда и выходная мощность устройства. Выходные электрические параметры предложенной конструкции при удельной активности Ni-63 2,7 мКи составили:
=========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Блог компании НИТУ «МИСиС» )[/url], #_energija_i_elementy_pitanija ( Энергия и элементы питания ), #_fizika ( Физика ), #_nauchnopopuljarnoe ( Научно-популярное ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 23:55
Часовой пояс: UTC + 5