Австралійська інженерна компанія entX разом з Adelaide University оголосила про перехід від лабораторного зразка до передсерійного виробництва GenX Betavoltaic Power Generator — батареї нового покоління, яку планують виготовляти з широким використанням адитивних технологій (3D-друку). Проєкт підтримує Additive Manufacturing Cooperative Research Centre (AMCRC) і спрямований на розв’язання однієї з ключових проблем роботи техніки у важкодоступних середовищах — надійного живлення без обслуговування.
На відміну від класичних радіоізотопних генераторів (RTG), що перетворюють тепло від розпаду на електрику, betavoltaic-підхід використовує енергію випромінювання для генерації електрики в напівпровідникових структурах. У GenX ставка зроблена на ультратонкі функціональні шари: послідовне нанесення наношарів металів, оксидів металів і напівпровідників формує складні сендвіч-архітектури з високою питомою потужністю. Промислово це поєднання 3D-друку з методами покриттів і тонкоплівкового осадження, зокрема з перенесенням критичних операцій на кшталт PVD у масштабований процес на сертифікованому об’єкті entX в Аделаїді. Паралельно команда швидко прототипує захисні радіаційні кожухи, щоб спростити безпечну інтеграцію джерела живлення у вироби.
План робіт розрахований приблизно на 14 місяців, бюджет — $1,8 млн; заявлена мета — продемонструвати високопотужний betavoltaic-демонстратор і підготувати технологію до оцінки замовниками у сферах космосу, оборони та віддалених систем.
Чому це важливо? Для космічних досліджень та астрономії: довгоживуче джерело енергії, що не потребує обслуговування відкриває можливості там, де сонячні панелі або регулярна підзарядка не працюють — наприклад, робота ровера під час двотижневої місячної ночі, живлення автономних датчиків у тіні або віддалених регіонах, а також компактних наукових платформ і мереж сенсорів. Для астрономії це потенційно означає довше автономне життя приладів у важких умовах і більше свободи у виборі місця розміщення спостережної апаратури.
Як це працює? Betavoltaic — ядерна батарейка, працює майже як сонячна панель, тільки замість фотонів світла її підживлюють електрони (бета-частинки), які природно вилітають під час розпаду радіоізотопу. Поруч розташований напівпровідник із p-n переходом (майже як у сонячних елементах). Коли бета-частинки пролітають крізь нього, вони вибивають у матеріалі електрон-діркові пари (тобто створюють носії заряду). Вбудоване електричне поле p-n переходу розділяє ці заряди й у зовнішньому колі з’являється струм. Це не теплова схема (не як RTG), а пряме перетворення випромінювання в електрику.
Ключове обмеження: такі батарейки зазвичай дають невелику потужність, але дуже довго і без обслуговування — і саме тому їх розглядають для космосу та інших «далеких» задач.
За матеріалами adelaideuni, interestingengineering
