Các thiết bị điện tử siêu nhỏ thường được lắp đặt tại các vị trí khó tiếp cận. Thêm vào đó, việc tiếp cận còn có thể gây ảnh hưởng đến hoạt động của chúng và vì vậy, thiết bị phải được thiết kế để hạn chế việc thay pin trong quá trình sử dụng. Mới đây, công ty City Labs của Canada đã công bố phát hành thương mại NanoTritium - một loại pin betavoltaic có kích thước chỉ bằng ngón tay cái với khả năng hấp thụ năng lượng phát ra từ các yếu tố phóng xạ để cung cấp nhiều nW (nanoWatt) điện liên tục nhằm đảo bảo thời gian hoạt động đến hơn 20 năm.
Trên thế giới hiện vẫn tồn tại khoảng 11 kg tritium (một đồng vị phóng xạ của hydro). Mặc dù chỉ xuất hiện tại tầng khí quyển cao trong tự nhiên, tritium cũng có thể được sản xuất thương mại trong các lò phản ứng hạt nhân và được sử dụng trong các sản phẩm tự phát quang chẳng hạn như các bảng chỉ thị trên máy bay, sơn phát quang, bảng chỉ đường và đồng hồ đeo tay. Nó cũng được xem là một nguồn betavoltaic tốt, cung cấp các dòng electron năng lượng thấp liên tục và ổn định trong nhiều năm.
Theo Cục bảo vệ môi trường (EPA) Hoa Kỳ, tritium có chu kỳ bán phân rã là 12,3 năm và phiên bản pin NanoTritium Model P100a do City Labs phát triển được cho là có thể cung cấp nguồn điện cho các thiết bị điện tử siêu nhỏ và cảm biến đến hơn 20 năm. Nguồn điện được miêu tả là rất bền vững và được bảo quản kín với tritium được tích hợp dưới dạng rắn.
Thử nghiệm do Lockheed Martin thực hiện trong trong một cuộc khảo sát công nghiệp cho thấy công nghệ có độ bền nhiệt cao (từ -50 độ C đến 150 độ C) cũng như có khả năng kháng rung động và độ cao.
Các ứng dụng khả thi đối với công nghệ do City Labs cung cấp bao gồm các cảm biến nhiệt độ/áp suất môi trường, cảm biến thông minh, thiết bị cấy ghép y khoa, bộ phụ nạp cho pin lithium, các tag RFID bán bị động và chủ động, tàu thăm dò không gian, đồng hồ bán dẫn, bộ nhớ dự phòng SRAM, thiết bị thăm dò giếng khoang dầu sâu dưới biển và các vi xử lý năng lượng thấp.
City Labs cho biết công ty đã được cấp giấy phép Product Regulatory General License để sản xuất, bán và phân phối sản phẩm pin NanoTritium. Qua đó, phiên bản pin P100a sẽ là nguồn năng lượng betavoltaic đầu tiên đến với người dùng phổ thông - những người không được cấp phép sử dụng năng lượng phóng xạ cũng như chưa được sự chấp thuận của cơ quan chức năng hay trải qua các khóa huấn luyện đặc biệt.
Denset Serralta, đồng sáng lập City Labs đã xác nhận rằng pin NanoTritium hiện đã bắt đầu được cung cấp và tầm giá sẽ vào khoảng trên dưới 1000 USD. Tuy nhiên, giá sẽ giảm hoặc không đổi với mức năng lượng đầu ra tăng thêm trong tương lai.
City Labs là công ty được nhà đồng sáng lập Alienware - Alex Aguila hậu thuẫn, hiện trực thuộc trung tâm Carrie Meek Business Center do NASA tài trợ tại Homestead, Florida và được người đi tiên phòng về công nghệ betavoltaic - Larry Olsen nắm giữ chức giám đốc nghiên cứu. Công ty cho biết thế hệ pin betavoltaic năng lượng cao hơn đang được phát triển và chúng có thể cung cấp 10 µW (microWatt) trong khoảng thời gian dài hoặc từng đợt mW (milliWatt).
|
Betavoltaic là các bộ phát điện dưới dạng pin, sử dụng năng lượng từ các nguồn phóng xạ thải ra các hạt beta (electron). Một trong những nguồn phổ biến được sử dụng là đồng vị của hydro - tritium. Không giống như các nguồn năng lượng hạt nhân khác vốn sử dụng phóng xạ hạt nhân để tạo ra nhiệt sau đó chuyển hóa thành điện, betavoltaic sử dụng quy trình không chuyển hóa nhiệt chuyển đổi các cặp electron-lỗ trống sản sinh bởi sự ion hóa các chuỗi hạt beta đi qua một bán dẫn.
Nguồn năng lượng betavoltaic đặc biệt phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu điện năng thấp nhưng đòi hỏi tuổi thọ pin cao, chẳng hạn như các thiết bị cấy ghép y khoa hay các ứng dụng trong quân
|