现代生活非常依赖移动电池供电的设备,从电信设备到交通工具,这些设备影响着我们生活的方方面面。人们对高效、经济的电池的需求越来越大。传统电池受到了众多关注,在全球变暖和废物积累意识日益增强的时代,生产必须符合可持续发展的原则和过程。

纳米钻石电池(NDB)是一种高功率、基于钻石的阿尔法、贝塔和中子光伏电池,可以为许多应用提供终身绿色能源,并克服现有化学电池的局限性。新开发银行就像一个小型的核能发电机。NDB的动力源是中高水平的放射性同位素,它们被多级人造金刚石屏蔽。钻石通过非弹性散射过程吸收能量,这种过程被用来发电。自动充电过程可以为任何设备或机器提供一次充电,电池寿命可达28000年。

由于电池是自我充电的,只需要暴露在自然空气中,任何多余的电荷都可以存储在电容器、超级电容器和二次电池中,以延长手机、飞机、火箭、电动汽车、传感器和其他设备和机械的电池寿命。

系统技术

NDB可以在白天为汽车提供动力,而不是使用传统的电动汽车电池;在晚上,当汽车停在停车场时,ndb驱动的电动汽车可以插到房子里,产生的电量可以为房子供电,多余的电量可以卖给电网。

金刚石核电(DNV)技术-作为一种设备,DNV是半导体、金属和陶瓷的组合,有两个接触面,以促进电荷收集。多个单体通过在DNV侧面沉积镍的导电通道连接在一起,形成+ve和-ve电池系统接触,称为DNV堆。在这两者之间是放射性同位素,衰变时会释放出α、β或中子辐射。然后将其非弹性地分散在单晶金刚石(SCD)中,产生电荷,由电荷收集器收集。

DNV堆栈的每一层都包含一个高能输出源。这种布置方式提高了系统的整体效率,为产品提供了多层的安全屏障。

从辐射到电能的快速转换-所有放射性同位素都能产生大量的热量。源在DNV单元之间的战略性放置有利于由于DNV单元中SCD的存在而产生的非弹性散射。这种设计可以防止放射性同位素金博宝app下载金自我吸收热量,并能迅速转化为可用的电能。

薄膜结构- NDB所展示的薄膜轮廓允许SCD以最小的自吸附吸收辐射。由于其灵活的设计结构,该技术可以根据应用形成任何形状和形式。NDB可根据应用要求制作,最小尺寸限制为40 μm。

核回收过程-对放射性废物进行再加工和回收,在安全可靠的环境中实现可持续性和促进清洁能源的使用。

安全特性

黑匣子会定期发送信号以广播其位置;然而,信号的有效性是基于为其供电的电池。目前黑匣子的电池充电限制限制了搜索时间,因为一旦电池充电耗尽,定位信号将不可用。NDB将能够增加黑匣子的电池寿命,让搜救队有更大的打捞机会。

NDB的关键创新是复杂的安全功能,包括热、机械和辐射安全。

钻石encapsulator-辐射安全是通过使用含有辐射的钻石封装器封装DNV来实现的。DNV层与源层一起被覆盖了一层多晶金刚石,这是一种公认的导热性最强的材料,具有抑制设备内部辐射的能力。它的硬度是不锈钢的12倍,使电池坚固且不易被破坏。

纳米层是由铬和铅组成的“孔和帽”结构,可以捕获DNV的辐射。该孔作为热传导通道,将热量传导到封装器的外部部分。当辐射帽捕获来自NDB钻石封装组件内的孔的辐射时,它可以吸收和控制二次辐射以及接近本底辐射水平的主辐射。

内置的热喷口-电池系统中的高能量源在运行过程中产生热量。这导致了系统的热传导。系统中的热喷口有助于钻石的外表面进行这一过程,使内部保持在最佳水平。

金刚石的化合物-为了利用系统的每一个方面,NDB -除了alpha和beta -还结合了中子辐射和硼10掺杂的使用。掺杂有助于将多余的中子转化为阿尔法射线。

锁定系统-在电池系统中使用核动力源带来了由于生产Pu-238和U-232等可裂变同位素而导致的核扩散问题。为了解决这个问题,NDB使用了一种离子注入机制,称为“锁定系统”,它可以防止发电以外的其他用途。金博宝app下载金这通过满足消费者的安全要求提高了可用性。

应用程序

汽车-电动汽车得到了各国政府的大力推广,是近年来发展最快的领域之一。当然,它的关键部件——驱动汽车的电池——也得到了大力开发。作为一种电池解决方案,NDB为汽车的传统方面以及发动机提供动力。也许最有趣的是,诸如平视显示器、增强现实、自动驾驶和车载人工智能等创新也可以使用NDB支持。

NDB可以在白天为汽车提供动力;在晚上,当汽车停在停车场时,ndb驱动的电动汽车可以插到房子里,产生的电量可以为房子供电,多余的电量可以卖给电网。这实际上意味着国家电网正在进行电力众包,缓解电动汽车普及率提高带来的电力需求增长。

航空航天-航空市场广阔,许多技术进步都来自数字革命。NDB使用的一些例子包括确保驾驶舱等领域的必要权力,以提高航空安全,以及为黑匣子提供动力,以帮助抢救失踪飞机。黑匣子会定期发送信号以广播其位置;然而,信号的有效性是基于为其供电的电池。目前黑匣子的电池充电限制限制了搜索时间,因为一旦电池充电耗尽,定位信号将不可用。NDB将能够增加黑匣子的电池寿命,让搜救队有更大的打捞机会。

国际空间站和宇航员的太空服都可以由NDB提供动力。(NASA)

最近空间技术的进步和电动飞机的兴起导致对其电池系统的需求增加,但由于对寿命和安全性的担忧而受到阻碍。卫星和航天器严重依赖太阳能,而恶劣的太空环境会破坏太阳能。NDB可以用来为无人机、电动飞机、卫星、太空漫游车、宇航服和空间站提供动力,同时允许更长时间的活动。

医疗技术-现场医疗设备和植入物,如助听器和起搏器,可以受益于较长的电池寿命,在一个较小的包装,并附带安全的好处。由于NDB的半衰期较长,患者不再需要担心为起搏器充电。由于NDB在其结构中集成了一层天然辐射吸收器,它可以防止可植入设备的辐射泄漏。金博宝app下载金

工业- NDB的安全性、功率输出和通用性为许多常规应用和难以实现的应用提供了动力。NDB的数据中心、远程位置和敌对环境应用程序使其成为生产力和未来应用程序的杰出承诺。

物联网(IoT)的一个不足在于物理设备本身。由于每个功能(比如照明)都需要传感器和Wi-Fi连接接收器,它们不可避免地将需要电力。传统上,这已经满足使用电池和直接电线,但在任何一种情况下,有限制-电池将运行扁和电线需要一个电工设置,这可能是不方便的。如果使用NDB,物联网设备将是完全无线的,可以放置在任何地方,而无需担心电池耗尽。

结论

像心脏起搏器这样的植入物可以在更小的封装中受益于更长的电池寿命,还有额外的安全好处。由于NDB的半衰期较长,患者不再需要担心为起搏器充电。由于NDB在其结构中集成了一层天然辐射吸收器,它可以防止可植入设备的辐射泄漏。金博宝app下载金

新开发银行是绿色的,因为它没有排放,对环境是惰性的,不需要钴开采。新开发银行是一种能源密度更高、寿命更长、气候独立的传统能源替代品。增加的价值是缺乏有害的副产品和核废料的回收利用。

该技术有潜力取代其他能源,如汽油和锂离子电池,减少其排放和有毒金属废料造成的负面环境影响。

另一个趋势是钴的短缺,钴是锂离子电池的关键成分。由于新开发银行不含钴,这是一个不受原材料供应短缺影响的解决方案。

最后,最近最重要的趋势之一是对电动汽车的需求突然增加。世界各国政府都在努力将化石燃料驱动的汽车转变为电动汽车——这是一个自然适合开发银行的市场。

本文由NDB (San Francisco, CA)首席执行官Nima Golsharifi博士撰稿。欲了解更多信息,请访问在这里


电池技术杂志

本文首次发表于《华尔街日报》2021年2月号电池技术杂志。

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