ベータボルト社、民間用原子力電池の開発に成功。小型ドローン用などを想定

これは、中国が原子力電池と第4世代ダイヤモンド半導体という2つのハイテク分野で同時に破壊的イノベーションを達成したことを示すものだという。

ベータボルト原子力電池は、充電もメンテナンスも不要な50年間安定した自己発電電池で、パイロット段階に入り、市場向けに量産される予定だ。ベータボルト原子力電池は、航空宇宙、AI機器、医療機器、MEMSシステム、高度なセンサー、小型ドローン、マイクロロボットなど、長寿命で複数のシナリオにおける電力供給のニーズを満たすことができるという。

原子力電池や放射性同位元素電池としても知られる原子エネルギー電池は、核同位元素の崩壊によって放出されるエネルギーを利用し、それを吸収して半導体コンバーターを通して電気に変換するという原理で動作する。

これは1960年代に米国とソ連がこの分野のハイテク研究に焦点を当て、現在唯一の航空宇宙温度差核電池に使用され、このバッテリーの体積と重量、内部の高温、高価であり、民間で使用することはできない。

近年、原子力電池の小型化、モジュール化、民生化は欧米諸国が追求する目標かつ方向性だ。中国の第14次5カ年計画と2035年ビジョン・目標も、核技術の文明化と核同位元素の多目的開発を将来の発展傾向として打ち出しているという。

ベータボルト・バッテリーは、放射性物質ニッケル63から放出されるベータ粒子(電子)の半導体ジャンプによって電流を発生させることで、まったく異なる技術的道筋を開発している。これを実現するため、ベータボルトの科学者チームは、厚さわずか10ミクロンのユニークな単結晶ダイヤモンド半導体を開発し、放射性線源の崩壊エネルギーを電流に変換する2つのダイヤモンド半導体変換器の間に厚さ2ミクロンのニッケル-63シートを配置し、自己完結型ユニットを作り上げた。

原子力電池はモジュール式で、数十から数百の個々のユニットモジュールから構成され、直列にも並列にも使用できるため、異なるサイズと容量の電池製品を製造できる。

ベータボルトの張偉会長兼最高経営責任者(CEO)によると、同社が発売する最初の製品はBV100で、こちらはまもなく量産される世界初の原子力電池であり、出力は100μW、電圧は3V、体積は15×15×5立方ミリメートルとコインより小さいという。

この原子力電池は、毎日毎秒、1日あたり8.64ジュール、1年あたり3,153ジュールの電気を作り出す。このような電池は、複数個を直列・並列に使用もできる。

同社は2025年に1Wの電力を持つ電池を発売する予定であり、政策が許せば、原子電池によって一度も充電されない携帯電話や、現在15分しか飛べないドローンが常に飛べるようになるかもしれないとしている。

原子力電池は電気化学電池ではなく物理電池であり、エネルギー密度はリチウム三次電池の10倍以上、1グラムの電池で3300W保存でき、引火せず、爆発しないという。

50年間自家発電しているため、電気化学電池のサイクル数(2000回の充放電)の概念がない。原子力電池が発電する電力は安定しており、過酷な環境や負荷によって変化することはなく、零下120℃から零下-60℃の範囲でも正常に作動し、自己放電もないとしている。

ベータボルト社が開発した原子力電池は、外部からの放射線がなく絶対的に安全であり、人体内のペースメーカー、人工心臓、人工内耳などの医療機器への使用に適しているという。原子力電池は、崩壊期間の後、放射能源であるニッケル63の同位体が安定した銅の同位体に変わるという意味で環境負荷が低いため、既存の化学電池とは異なり、原子力電池は高価なリサイクル工程を必要ない。

ベータボルトはすでに北京で特許を登録しており、今後は世界的なPCT特許の登録を開始する予定だ。中国核工業集団公司(CNNC)主催のイノベーション・コンペティション2023で、ベータボルトは数少ない外部参加企業として、数百の企業や研究機関の中で際立っており、コンペティションで3位を獲得した。

ベータボルト社は、中国の専門的な原子力研究機関や大学とも交流しており、ストロンチウム90、プロメチウム147、重水素などの同位体を利用する研究を続け、より高出力で耐用年数2~30年の原子力電池を開発する計画があるという。

ベータボルト原子力電池は第4世代のダイヤモンド半導体の核心であり、究極の半導体材料として業界ではよく知られている。ベータボルトは現在、大型ダイヤモンド半導体材料のドーピング生産が可能な世界で唯一の企業であり、高効率ダイヤモンドコンバーターは原子力電池製造の鍵だ。

ベータボルト社は、新エネルギー企業であると同時に、第4世代半導体と超長炭素ナノチューブ新素材企業でもある。原子力電池、ダイヤモンド半導体、スーパーキャパシタは、ベータボルトのコア技術とイノベーション能力を形成するためにリンクし、融合する3つの技術と材料だとしている。

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