Группа исследователей из НИТУ "МИСиС", возглавляемая профессором кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников Виктором Мурашовым, разработала компактную атомную батарейку, срок службы которой составляет до 20 лет. Статья, посвященная разработке, была опубликована в журнале Applied Radiation and Isotopes.
В конструкции устройства используется оригинальная, запатентованная микроканальная 3D-структура никелевого бетавольтаического элемента. Ее особенность заключается в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон так называемого 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 ТКЗ - 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 бета-источника, в электроэнергию, что в перспективе снизит себестоимость источника примерно на 50% за счет рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа", - сообщил один из разработчиков инновационной батарейки Сергей Леготин.
В пресс-релизе также отмечается, что разработка позволит на порядок увеличить удельную мощность, что приведет к трехкратному снижению массы и размеров элементов питания батарей на их основе с сохранением требуемого уровня выходной мощности.
Предполагается, что батарейки нового типа могут найти широкое применение в разных сферах. В частности, их можно использовать в качестве аварийного источника питания и датчика температуры в устройствах, работающих при экстремальных температурах и в труднодоступных местах: в космосе, под водой, в высокогорных районах.