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Baterías de nanotritio

Las baterías de nanotritio son dispositivos betavoltaicos de larga duración y consumo ultrabaja desarrollados por City Labs, Inc. Estas baterías de nanovatios a microvatios utilizan la desintegración natural del tritio , un isótopo radiactivo del hidrógeno , para generar energía continua durante más de 20 años. [1]

Historia

Los primeros prototipos de baterías de nanotritio fueron desarrollados en 2008 para la energía de respaldo de memoria de seguridad de cifrado por City Labs, Inc., una instalación de fabricación e investigación y desarrollo con licencia regulatoria ubicada en Miami, Florida . [2] La compañía se originó en la Universidad Internacional de Florida en 2003 como parte de la Oficina de Ciencia Empresarial fundada por el actual director ejecutivo de City Labs, Peter Cabauy. [3] Finalmente, a la compañía se unió Larry C. Olsen , fundador de Betacel , quien se desempeñó como Director de Investigación. [4] Las baterías de nanotritio se lanzaron comercialmente en 2012. [5] Esto marcó la primera vez que se podían comprar baterías de tritio sin requerir una licencia de radiación. [6] Hasta la fecha, esta es la única Licencia General otorgada a la industria betavoltaica. [7]

Tecnología

Las baterías de nanotritio emplean principios de conversión betavoltaica y desintegración beta radiactiva en lugar de celdas electroquímicas convencionales para generar energía, aprovechando los electrones liberados a medida que el tritio contenido se desintegra naturalmente en helio-3 , un isótopo no radiactivo. [8] Los modelos actuales son capaces de producir un voltaje de salida de 0,8 a 1,1 V con una densidad de corriente de 150 nA/cm 2 . [9] La vida media de 12,32 años del tritio y la cantidad relativamente baja de radiación emitida permiten que estas baterías produzcan energía eléctrica de manera segura durante décadas. [10] Las pruebas realizadas por Lockheed Martin durante una encuesta a nivel de la industria encontraron que las baterías de nanotritio son resistentes a la vibración, la altitud y temperaturas que van desde -55 °C a +150 °C. [11] Se ha demostrado que los ciclos de temperatura repetidos no tienen efecto en el rendimiento de las baterías. [12]

Si bien las baterías NanoTritium de la serie P100 actuales están limitadas a alimentar dispositivos microelectrónicos de bajo consumo, se espera que las baterías futuras produzcan una mayor potencia de salida para ampliar los casos de uso para dispositivos de mayor potencia. [1]

Aplicaciones

Las baterías de nanotritio se han empleado para diversas aplicaciones en las que la accesibilidad es limitada y la energía a largo plazo es beneficiosa, incluido el suministro de energía a componentes de dispositivos COMSEC , satélites , sensores desatendidos y dispositivos médicos implantables. [13] A pesar de contener materiales radiactivos, las baterías se consideran seguras para implantes debido a su ingeniería y niveles de radiación inherentemente bajos, que evitan que un individuo reciba una dosis superior al límite corporal total de 15 rem establecido incluso en caso de falla catastrófica. [14] City Labs también está diseñando dispositivos alimentados con tritio para aplicaciones de la NASA , incluidos sensores autónomos para la Luna . [15] [16]

Referencias

  1. ^ ab "La batería de tritio atrae la atención de la NASA". ASME .
  2. ^ "La nanobatería de tritio dura en espacios más pequeños". EE Times. 14 de agosto de 2012. Consultado el 5 de agosto de 2024 .
  3. ^ "Marcha rápida desde la incubadora de Fiu a un contrato militar de un millón de dólares". Miami Today News. 2011-02-03 . Consultado el 2024-08-05 .
  4. ^ "City Labs da la bienvenida al Dr. Larry Olsen, pionero de la tecnología betavoltaica, a su equipo de investigación interno". VITA Technologies . Consultado el 5 de agosto de 2024 .
  5. ^ "Homestead's City Labs fabrica la primera batería comercial de tritio". Miami Herald. Archivado desde el original el 2018-06-30 . Consultado el 2024-08-05 .
  6. ^ "City Labs, Inc. lanza el primer producto betavoltaico disponible comercialmente". sUAS News. 2012-06-07 . Consultado el 2024-08-05 .
  7. ^ Zhou, Chunlin. (2021). "Revisión: célula betavoltaica: pasado, presente y futuro". ECS Journal of Solid State Science and Technology . 10 (2): 027005. Bibcode :2021JSSST..10b7005Z. doi :10.1149/2162-8777/abe423 . Consultado el 5 de agosto de 2024 .
  8. ^ "El sur de Florida lidera con las primeras baterías comerciales de tritio". Palm Beach Post. 26 de julio de 2012. Consultado el 5 de agosto de 2024 .
  9. ^ "Resumen de rendimiento y tecnología de conversión de radioisótopos de baja potencia" (PDF) . NASA . Consultado el 5 de agosto de 2024 .
  10. ^ "Hola, Spider-Man 2: primera batería de tritio comercial a la venta, con una vida útil de 20 años". VentureBeat. 2012-08-14 . Consultado el 2024-08-05 .
  11. ^ "La batería de nanotritio disponible comercialmente puede alimentar la microelectrónica durante más de 20 años". New Atlas. 2012-08-14 . Consultado el 2024-08-05 .
  12. ^ Cheu, Darrell. (15 de diciembre de 2017). "Experimentos y modelado de los efectos de la temperatura en el rendimiento eléctrico de un reactor betavoltaico". Ingeniería nuclear y diseño . 325 : 256–260. Código Bibliográfico :2017NuEnD.325..256C. doi :10.1016/j.nucengdes.2017.06.028 . Consultado el 5 de agosto de 2024 .
  13. ^ "Datos de la cartera de empresas de City Labs Inc." SBIR . Consultado el 5 de agosto de 2024 .
  14. ^ "Evaluación de seguridad del registro de fuentes y dispositivos radiactivos sellados de City Labs" (PDF) . NRC. 2010-10-30 . Consultado el 2024-08-05 .
  15. ^ "City Labs presenta nueva tecnología basada en tritio para impulsar futuras misiones de la NASA". SpaceNews. 2023-06-21 . Consultado el 2024-08-05 .
  16. ^ "Sensores autónomos de tritio con microalimentación". NASA. 4 de enero de 2024. Consultado el 5 de agosto de 2024 .