Регистрация / Вход
Прислать материал

Бетавольтаический преобразователь энергии с щелевой структурой

ФИО: Загитов А.Б.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: д.т.н. Мурашев Виктор Николаевич

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Полупроводниковой электроники и физики полупроводников

Академическая группа: МПЭ-14-1

Новое поколение устройств электрического питания должно быть представлено миниатюрными источниками, работающими достаточно продолжительное время. Одним из вариантов такого источника является использование усиленного радиоизотопами микро генератора. Преимуществами энергетических источников на основе радиоизотопов являются большой срок работы (свыше 10 лет в зависимости от изотопа), низкий вес, небольшой размер, широкий температурный диапазон и высокая надежность.

Автономные микросистемы, установленные в труднодоступных местах должны иметь большой срок жизни, чтобы избежать чрезмерно дорогой периодической замены. Кроме того, некоторые автономные микросистемы должны быть очень компактным (<1 см3), так что они могут быть установлены в малом объеме. Применение таких компактных долгосрочных автономных микросистем обещают революцию различных устройств, начиная от мониторинга окружающей среды, до гражданской инфраструктуры и мониторинга здоровья, а также имплантируемых медицинских устройств, таких как кардиостимуляторы и внутричерепные имплантаты.

Компактные батареи реализуются за счет источника с высокой плотностью энергии. В частности, высокая плотность энергии (≈1–100 МДж/см3) наблюдается у радиоизотопов с длинным периодом жизни (1–100 лет) используемые, для получения микро батарей. Для сравнения, обычные электрохимические и углеводородные источники могут предложить плотности энергии 1–5 кДж/см3 и 10–20 кДж/см3 соответственно. Радиоизотопные источники также надежны в неблагоприятных условиях, так как они излучают спонтанно распадающиеся частицы, со скоростью, не зависящей от условий окружающей среды.

Разработан проект по созданию бетавольтаического элемента питания. Индустриальным партнером выступает ОАО «Оптрон», важная технология жидкостного травления предоставлена ИПТМ РАН, расположенный в Черноголовке. Напыление радиоактивного материала решено проводить в Санкт-Петербурге.

Успешно осуществлен первый этап по созданию бетавольтаичексих батарей, не содержащих щелевых структур. Ведутся работы по созданию щелевой структуры.