Ядерные батареи были разработаны еще в середине прошлого века. Традиционная схема представляет собой радиоизотопный термоэлектрический генератор. Принцип функционирования основан на превращении тепла радиоактивного распада в электричество термопарой.
В 2016 г. была представлена новая схема ядерных батарей, основанная на легированных радиоактивными изотопами слоях алмаза. В первой модели использовали углерод-14. Принцип работы таких устройств состоит в воздействии бета-частиц, высвобождаемых изотопом, на алмазную матрицу, выступающую в качестве полупроводника, вследствие чего возникает электрический ток.
В новой разработке китайской компании Betavolt New Energy Technology, названной BV100, изотоп представлен никелем-63. Он в виде 2 мкм слоя расположен между 10 мкм слоями монокристаллического алмазного полупроводника 4 поколения. Технология предполагает возможность совмещения таких независимых модулей для повышения тока. Рабочие элементы заключены в чехол, обеспечивающий защиту от радиоактивного излучения и физического воздействия.
При габаритах 15х15х5 мм производительность BV100 равна 100 мкВт при напряжении 3 В. Срок службы батареи составляет 50 лет.
BV100 отличается в 10 раз большей плотностью энергии и пожаробезопасностью от литиевых батарей. Ввиду того, что принцип функционирования энергетического элемента состоит в генерации энергии, а не в ее хранении, у него отсутствуют проблемы с циклом перезарядки. К тому же по завершении эксплуатационного срока батарея распадается на нерадиоактивную медь.
Сейчас налажено опытное производство BV100. В следующем году разработчик планирует представить версию мощностью 1 Вт.
Предполагается, что такие батареи найдут применение в мобильных устройствах, исключив необходимость их подзарядки, а также в летательных дронах, обеспечив им очень большую длительность полета.
