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近日，北京贝塔伏特新能科技有限公司（以下简称“贝塔伏特”）通过官网宣布，成功研制出微型原子能电池，该产品融合
镍63核同位素衰变技术
和
中国第一个金刚石半导体（第4代半导体）模块
，成功实现原子能电池的微型化、模块化和低成本，开启民用化的进程。
贝塔伏特表示，这标志着中国同时在原子能电池和第四代金刚石半导体两个高新技术领域取得颠覆性创新，“遥遥领先”欧美科研机构和企业。
50年稳定自发电，首款微型原子能电池将一年内实现量产
据介绍，这款微型原子能电池能实现50年稳定自发电，无需充电，无需维护，已经进入中试阶段，将量产投入市场。且这款原子能电池可满足航空航天、AI设备、医疗器械、MEMS系统、高级传感器、小型无人机和微型机器人等长续航多场景下的电力供应。贝塔伏特表示，这项新能源创新将助力中国在新一轮AI科技革命中取得领先优势。
原子能电池又称核电池或放射性同位素电池，其工作原理是利用核同位素衰变释放的能量，通过半导体转换器吸收转化为电能。这是上世纪60年代美苏重点研究的高科技领域，目前仅有用于航空航天的温差核电池，这种电池体积和重量大，内部高温，价格昂贵，无法民用。最近几年，核电池小型化、模块化和民用化，是欧美各国追求的目标与方向。中国《十四五规划和2035年愿景目标》也提出核技术民用化以及核同位素的多用途发展是未来发展趋势。
贝塔伏特核电池研发完全不同的技术路径，
通过放射源镍-63发射的β粒子（电子）的半导体跃迁产生电流
。
为了做到这一点，贝塔伏特的科学家团队开发了一种独特的单晶金刚石半导体，厚度仅为10微米，把一个2微米厚的镍-63薄片放在两个金刚石半导体转换器之间，将放射源的衰变能量转化为电流，形成一个独立的单元。
核电池是模块化的，可以由几十个或几百个独立的单元模块组成，并可以串并联使用，因此可以制造不同尺寸和容量功率的电池产品。
贝塔伏特公司董事长兼CEO张伟说，公司将推出的第一款产品是BV100，是世界上首块即将量产的核电池，功率是100微瓦，电压3V，体积是15 X 15 X 5立方毫米，比一枚硬币还小。核电池每分每秒都在发电，每天8.64焦耳，每年3153焦耳。多块这样的电池可以串并联使用。公司计划2025年推出功率为1瓦的电池，在政策允许的情况下，原子能电池可以让一部手机永不充电，现在只能飞行15分钟的无人机可一直飞。
张伟表示，“我们能做手机用的微型原子能电池，大功率的需要辐射安全许可证，所以民用会先从很小功率的开始，其他大功率的主要是面向非民用市场。”对于成本方面，据张伟透露，面向不同的应用场景，贝塔伏特的原子能电池未来会有几百元、几千元、几万元的不同价位的型号可以选择。
关于原子能安全性问题，据介绍，原子能电池是物理电池，不是电化学电池，能量密度是三元锂电池的10倍以上，在1克电池中可存储3300豪瓦时，针对针刺和枪击不起火，不爆炸。因为50年自发电，不存在电化学电池的循环次数（2000次充放电）的概念。原子能电池的发电功率稳定，不会因恶劣环境和负载而变化，可在零上120度和零下-60度范围内正常工作，并且没有自放电。
贝塔伏特开发的原子能电池是绝对安全的，没有外部辐射，适合用于人体内的心脏起搏器、人工心脏和耳蜗等医疗设备。原子能电池环境友好性，在衰变期后，作为放射源的镍63同位素变成铜的稳定同位素，不具有放射性，对环境不构成任何威胁或污染。
因此，与现有的化学电池不同，核电池不需要昂贵的回收工艺。
张伟表示，贝塔伏特的原子能电池选择的放射源“镍-63”，
镍-63
是最安全和理想的材料，具有柔和的β辐射（最大67 keV），没有其他同位素伴随发生的中子或伽马射线。“镍-63”的穿透力也很弱，一张纸就能阻挡射线。所以没有大家担心的“核泄露和污染”带来的相关问题。
同时，贝塔伏特独创的金刚石半导体转换器和3D组件的设计，对于“镍-63”同位素辐射电子的收集系数高达98%，并
且制造工艺和密封的外壳也进一步提升了安全性。外部检测根本没有辐射。
张伟进一步强调，“相比锂电池，贝塔伏特的微型原子能电池要安全多了！即便是针刺和枪击也不会起火、爆炸，不会有外部辐射。”
张伟说，“贝塔伏特原子能电池的核心是第四代金刚石半导体，这是业界熟知的半导体终极材料，全球半导体领域科技竞赛的又一个高地。”
据了解，贝塔伏特目前已经解决了金刚石功率半导体面临的一系列问题，成功合成了基于单晶金刚石的高压、高温、高速、抗辐射肖特基二极管，厚度仅为10微米。而这也正是贝塔伏特的微型原子能电池将放射源的衰变能量转化为电流的关键。
贝塔伏特公司也表示，已经与中国专业核研究机构和大学进行沟通，计划继续研究采用锶90、钷147和氘等同位素，研制更高功率、使用寿命2年-30年原子能电池。
据贝塔伏特介绍称，其研发的微型原子能电池拥有五大优势：
1、高能量密度：
能量密度是三元锂电池的10倍以上，在1克电池中可存储3300豪瓦时的电能；
2、高使用寿命：
能够实现50年自发电，不存在电化学电池的循环次数（2000次充放电）的概念。
3、高稳定性：
原子能电池的发电功率稳定，不会因恶劣环境和负载而变化，可在零上120度和零下-60度范围内正常工作，并且没有自放电；
4、高安全性：
针对针刺和枪击不起火，不爆炸，没有外部辐射。可以适合用于人体内的心脏起搏器、人工心脏和耳蜗等医疗设备；
5、环境友好：
“镍-63”的半衰期为36963.51±54.79天（101年），在衰变期后，作为放射源的镍63同位素变成铜的稳定同位素，不具有放射性，对环境不构成任何威胁或污染。因此，与现有的化学电池不同，该核电池不需要昂贵的回收工艺，消除了电池使用寿命到期后的废料处理问题，非常的环保。
资料显示，北京贝塔伏特新能科技有限公司成立于2021年4月，注册资本10亿元，法人代表穆索夫·扎乌尔（MUSOV ZAUR），公司致力于成为集研发、生产、服务、销售、进出口贸易于一体的高科技企业，主营产品有原子能电池、第四代金刚石半导体和材料、超长碳纳米管以及超级电容器等。
来源：
Carbontech
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