101 вопрос о нанотехнологиях. Нагорнов Ю.С. - 86 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

Вопрос 81. Что такое радиационно-стимулированный источник

питания?

Одним из самих перспективных вариантов создания батарей питания для

наноустройств является преобразование радиоактивной энергии изотопов в

электричество. Такие генераторы энергии называют радиационно-стимулированные

источники энергии. Наиболее часто в качестве источника энергии используют бета-

источник. Бета-частицы, образующиеся при распаде радиоактивного вещества, например,

никель-63, попадают в диод. В результате энергия бета-частиц преобразуется в

электрическую и возникает наведенный потенциал, также как это происходит при

освещении солнечных батарей.

На рис.67 изображена структура пирамидального кремниевого диода. Размер одной

ячейки составляет 200 мкм, но уменьшение до нанометрового диапазона не представляет

принципиальных трудностей. Максимальная мощность такой структуры составляет 0,32

нВт при токе замыкания 2,86 нА. Эффективность варьировалась от 0,05 до 0,1%. При

этом деградация структуры в течение года и более не наблюдалась.

Рис.67. Бетавольтаическая микробатарея на основе кремниевого p-n-диода в виде

матрицы из обратных пирамид. Слева первые три рисунка структура диода, справа

конфигурация жидкого раствора 63NiCl/HCl помещенного в матрицу диода.

При дальнейших исследованиях возможно повышение эффективности элементов

питания, а также не исключается возможность уменьшения размеров до нанометрового

масштаба. В настоящее время батареи питания с применением изотопа Ni-63 не могут

быть использованы для питания телефонов, лэптопов и т.д., но они успешно могут быть

применены для питания микроэлектромеханических систем. Дальнейшие исследования в

этой области приведут к наноразмерзным радиационно-стимулированным источникам

питания.

Вопрос 82. Применяются ли в обычных батарейках

наночастицы?

Ведущие американские, немецкие и японские автопроизводители – General Motors,

Chrysler, Ford, Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, Toyota, Mitsubishi, Honda, Subaru,

альянс Renault-Nissan – рассматривают именно электромобиль как наиболее

перспективное направление дальнейшего развития автомобильной промышленности и

лишь ожидают массового появления эффективных аккумуляторных технологий. Как