Krzemowe baterie

Start

Seungri — strony, Obrazki i wiele więcej na WordPress

Krzemowe baterie

Wykorzystuj�c niekt�re techniki u�ywane do produkcji mikroprocesor�w, badacze opracowali porowat�, krzemowa diod� kt�ra mo�e prowadzi� do nowych rozwi�za� w betawoltaice. Urz�dzenie to przetwarza promieniowanie o niskim nat�eniu w elektryczno�� i mo�e dzia�a� wiele dekad.

Mimo, �e produkuje jedn� tysi�czn� mocy konwencjonalnej baterii chemicznej, „betabateria” jest bardziej wydajna i potencjalnie ta�sza od podobnych rozwi�za� oraz powinna by� �atwiejsza w produkcji. Je�eli nowa dioda udowodni swoj� przydatno�� w testach, zostanie zapewne zastosowana w urz�dzeniach o utrudnionym dost�pie i wymaganym d�ugim czasie dzia�ania, takich jak satelity, urz�dzenia monitoruj�ce klimat czy mierz�ce napr�enia w mostach.

�r�d�em energii w baterii jest tryt, izotop wodoru kt�ry uwalnia elektrony w procesie rozpadu beta. P�przewodnik na bazie krzemu produkuje elektryczno�� przez wy�apanie tych elektron�w na podobnej zasadzie jak baterie s�oneczne wy�apuj� fotony pochodz�ce z �wiat�a s�onecznego.

Program finansowany z grant�w NSF Small Business Innovation Research (SBIR) jest prowadzony przez wielodyscyplinarny zesp� badaczy z University of Rochester, University of Toronto, Rochester Institute of Technology oraz BetaBatt, Inc. of Houston z Teksasu. Og�osili oni swoje wyniki w wydaniu ”Advanced Materials” z 13 maja.

Naukowcy pr�bowali przetwarza� r�ne rodzaje promieniowania w elektryczno�� od czasu wynalezienia tranzystora, ponad 50 lat temu. Badania z��cz p�przewodnikowych da�y pocz�tek ca�ej nowoczesnej elektronice. Jak dot�d in�ynierowie skutecznie przetwarzaj� promieniowanie elektromagnetyczne przy u�yciu baterii s�onecznych, ale nie byli wstanie przechwytywa� skutecznie elektron�w pochodz�cych z rozpadu beta.

BetaBatt nie jest pierwsz� bateri� kt�ra ujarzmi�a radioaktywno��, ani nawet pierwsz� wykorzystuj�c� tryt, jest natomiast pierwsz�, kt�ra ma unikaln� przewag� – jest zbudowana z p�milimetrowej warstwy krzemu, w kt�rej wytrawiono sie� g��bokich por�w. Struktura ta niebywale zwi�ksza powierzchni�, co czyni urz�dzenie 10 razy bardziej wydajnym, ni� odpowiednik o g�adkiej powierzchni.

„Tr�jwymiarowa struktura porowatego krzemu �wietnie absorbuje ca�� energi� kinetyczn� elektron�w”, powiedzia� wsp�autor pracy, Nazir Kherani z University of Toronto. Zamiast generowa� pr�d przez absorpcj� w zewn�trznej powierzchni urz�dzenia, elektrony s� poch�aniane wewn�trz, co pozwala wykorzysta� pe�niej nadchodz�ce promieniowanie. We wczesnych testach prawie wszystkie elektrony wyemitowane przez rozpad beta trytu zosta�y zaabsorbowane.

By�o kilka praktycznych powod�w dla kt�rych wybrali�my akurat tryt jako �r�d�o energii, stwierdza wsp�tw�rca BetaBatt Larry Gadeken – g��wnie bezpiecze�stwo. „Tryt emituje wy��cznie cz�stki (elektrony) o niskiej energii – dzi�ki czemu ekranowanie mo�e by� bardzo cienkie – nawet zrobione z kartki papieru”, stwierdzi� Gadeken. „Hermetyczna, metalowa obudowa BetaBaterii zamyka radioaktywne �r�d�o energii tak samo, jak normalna obudowa baterii uniemo�liwia wylanie si� chemikali�w”. Na wypadek gdyby hermetyczna obudowa zosta�aby uszkodzona, dodaje Gadeken, grupa in�ynier�w materia�owych opracowa�a specjalny twardy plastik kt�ry wch�ania tryt i wi��e go chemicznie tak aby nie m�g� przedosta� si� do otaczaj�cego �rodowiska.

Naukowcy i producenci produkuj� porowaty krzem od dekad ale jego g��wnym zastosowaniem dotychczas by�y antyodblaskowe pokrycia, elementy �wiec�ce i filtry dla �wiat�owod�w. Teraz nacisk jest k�adziony na stworzenie diod PN z porowatego krzemu metodami standardowo dost�pnymi w przemy�le p�przewodnik�w.

Betawoltaniczne i fotowoltaniczne zastosowania diody z porowatego krzemu 3D zapocz�tkuj� inne zastosowania tego wszechstronnego materia�u, stwierdzi� Philippe Fauchet z University of Rochester. „To niesamowity materia� z punktu widzenia in�ynierii materia�owej”, powiedzia� Fauchet. „Na przyk�ad ka�da dioda mo�e tworzy� osobny detektor co potencjalnie mo�e nam da� niesamowit� rozdzielczo��”.

„�atwo�� u�ycia standardowych technologii produkcji p�przewodnik�w do produkcji z��cz PN z porowatego krzemu jest zaskakuj�ca”, doda� Karl Hirschman z Rochester Institute of Technology. Ta �atwo�� i znaczny prze�om w zwi�kszaniu produkcji przy ma�ych kosztach czyni urz�dzenia skalowalnymi i praktycznymi w wielu zastosowaniach.
„Pocz�tkowe aplikacje b�d� dotyczy�y odleg�ych lub niedost�pnych czujnik�w i urz�dze� dla kt�rych d�ugie �ycie baterii jest spraw� krytyczn�” stwierdza Gadeken.

BetaBattery mo�e lepiej udowodni� swoj� przewag� nad bateriami chemicznymi, gdy zapotrzebowanie na energi� jest niewielkie. Struktura baterii jest odporna na drgania i dzia�a w temperaturach od –100’C do + 150’C i nie zmienia to czasu �ycia urz�dzenia.

�r�d�o: www.automatyka.pl

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

funlifepok.htw.pl

Podstrony

Template provided by Designs by Darren Opracowanie Marketing w Internecie dla Seungri â strony, Obrazki i wiele więcej na WordPress