Một công ty Trung Quốc đã phát triển pin hạt nhân BV100 kích thước siêu nhỏ nhưng có thể hoạt động lên đến 50 năm mà không cần sạc lại.
Công ty Betavolt Technology gần đây đã tuyên bố thu nhỏ thành công pin hạt nhân BV100 có kích thước chỉ bằng 15 x 15 x 5mm, tương đương một đồng xu. Viên pin tí hon này sử dụng 63 đồng vị hạt nhân để tạo ra 100 MicroWatt (μW) và 3V điện áp thông qua quá trình phân rã phóng xạ.
Hiện tại viên pin này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và công ty dự định sản xuất pin hàng loạt cho các thiết bị như điện thoại, drone, và cả thiết bị vũ trụ, các thiết bị AI, y tế, cảm biến cao cấp và robot mini,… Ví dụ như máy tạo nhịp tim và vệ tinh. Betavolt đặt mục tiêu tăng công suất pin lên 1W vào năm 2025, và tự tin cho rằng họ vượt xa các viện nghiên cứu và doanh nghiệp châu Âu, Mỹ.
Pin hạt nhân tí hon
Pin hạt nhân BV100 có kích thước nhỏ gọn chỉ 15 x 15 x 5mm, tương đương với một đồng xu. Công nghệ pin hạt nhân tí hon này có thể hứa hẹn một cuộc cách mạng trong lĩnh vực điện tử bằng cách loại bỏ hoàn toàn nhu cầu sử dụng sạc pin hay các viên pin dự phòng cồng kềnh. Điều này sẽ tạo ra các thiết bị có thể hoạt động liên tục, tuổi thọ pin không bị giảm sút theo thời gian và số lần sạc như pin lithium-ion thông thường.
Thậm chí pin hạt nhân này được Betavolt cho biết là còn an toàn hơn, không dễ cháy nổ khi bị thủng, thậm chí cả khi bị súng bắn như một số loại pin hiện nay. Nguồn năng lượng “vô hạn” này có thể cung cấp cho máy bay không người lái năng lượng để hoạt động liên tục, điện thoại luôn bật và xe điện không cần sạc lại.
Hiện nay, pin hạt nhân đã được sử dụng trên tàu vũ trụ, các hệ thống dưới đại dương, các trạm nghiên cứu khoa học tự động và cả xe tự hành trên sao Hỏa. Tuy nhiên, những loại pin này thường cồng kềnh, nặng, tỏa nhiều nhiệt và đặc biệt là rất đắt. Betavolt cho biết họ đang sử dụng một phương pháp khác để khắc phục những nhược điểm này.
Nguyên lý hoạt động
Các nhà khoa học tại Betavolt đã sử dụng niken-63 – một nguyên tố phóng xạ, làm nguồn năng lượng và tạo ra pin hạt nhân, cùng với bán dẫn kim cương làm bộ chuyển đổi năng lượng. Bằng cách sử dụng bán dẫn kim cương đơn tinh thể chỉ dày 10 micron, sau đó đặt một lớp niken-63 dày 2 micron giữa hai bộ chuyển đổi bán dẫn để kích hoạt quá trình chuyển đổi năng lượng. Lúc này năng lượng phân rã của nguồn phóng xạ được chuyển thành dòng điện.
Bằng quá trình chuyển đổi này, Betavolt cho pin pin hạt nhân của họ có những ưu điểm như tuổi thọ cao, mật độ năng lượng cao, hoạt động bình thường dưới nhiệt độ khắc nghiệt từ -60 đến 120 độ C và đặc biệt là kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ.
Tính an toàn của pin hạt nhân
Nhiều người lo ngại về mức độ an toàn của pin hạt nhân, nhưng Betavolt khẳng định pin của họ an toàn, không phát ra bức xạ bên ngoài và có thể sử dụng trong các thiết bị y tế bên trong cơ thể người như máy điều hòa nhịp tim và ốc tai điện tử. Công ty cũng cho biết sau khi phân rã, đồng vị niken-63 sẽ trở thành đồng, không phóng xạ và không gây hại cho môi trường.
Với tiềm năng của pin, công nghệ này có thể thay đổi hoàn toàn ngành điện tử bằng cách cung cấp nguồn năng lượng lâu dài cho các thiết bị không dây, cần phải hoạt động xuyên suốt và sẽ mở ra một cuộc cách mạng mới trong lĩnh vực sử dụng năng lượng hạt nhân.
