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。

纳米金刚石电池(NDB)是一种高功率,钻石的α,β和中子伏特电池,可以为许多应用提供终身和绿色能量,并克服现有化学电池的限制。NDB就像一款微小的核发生器一样。NDB的电源是中间和高级无线电同位素,用于通过多个级别的合成金刚石屏蔽安全性。通过称为非弹性散射的过程在金刚石中吸收能量,该过程用于产生电力。自充电过程将为任何设备或机器的全部寿命提供充电,最高可达28,000多年的电池寿命。

由于电池自充电并且只需要暴露于天然空气,因此可以存储在电容器,超级电容器和二次电池中的任何过量的电荷,以延长手机,飞机,火箭,电动车辆,传感器等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;在夜间停放时,NDB供电的EV可以插入一个房屋,然后可以将所产生的充电电源为房屋供电,并且任何过量都可以销售给网格。

钻石核电压(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- 已知所有放射性同位素都产生大量的热量。由于DNV单元中的SCD存在,DNV单元之间的来源的战略放置促进了不弹性散射。这种设计可防止放射性同位素自吸热,并能够快速转换为可用的电力。

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。

核再循环过程-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,允许搜索方更大的救助机会。

NDB的关键创新是覆盖热,机械和辐射安全性的精密安全特性。

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。

内置热通风口-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。

硼掺杂的SCD- 为了利用系统中的每个方面,NDB - 除了alpha和beta之外 - 还包括使用中子辐射与硼-10掺杂。掺杂有助于将额外的中子转换为α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。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- 电动汽车受到各国政府的严重晋升,因此,近年来,它是增长最快的领域之一。当然,它的关键部件 - 推动车辆的电池 - 也已经大量发展。作为电池解决方案,NDB为汽车的传统方面和电机供电。也许最有趣的是,也可以使用NDB支持更有趣的创新,如头脑显示,增强现实,自动驾驶和船上AI。

在当天可以使用NDB来为汽车提供动力;在夜间停放时,NDB供电的EV可以插入一个房屋,然后可以将所产生的充电电源为房屋供电,并且任何过量都可以销售给网格。这有效地意味着国家电网是人群采购的电力,减轻了增加的电力需求增加的电力需求增加。

航天- 航空市场是巨大的,许多技术进步来自数字革命。NDB使用的一些例子包括将基本电力固定为驾驶舱等地区,以改善黑匣子的航空公司安全性和供电,以帮助缺失飞机的救助。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,允许搜索方更大的救助机会。

国际空间站和宇航员的太空服都可以由NDB提供动力。(NASA)

空间技术的最新进展和电气飞机的兴起导致对电池系统的需求越来越大,受到寿命和安全性的担忧。卫星和太空车辆严重依赖于太阳能,这可能被恶劣的空间环境中断。NDB可用于电源无人驾驶,电动机,卫星,空间群,SPACESING和站,同时允许更长的活动。

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。

工业- NDB的安全性,功率输出和普遍性为许多例程应用提供了功率,以及难以实现的应用程序。NDB的数据中心,远程位置和敌对环境应用使其成为生产力和未来派应用的卓越承诺。

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。

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(旧金山,加利福尼亚州)首席执行官Nima Golsharifi博士提供贡献。有关更多信息,请访问在这里


电池技术杂志

本文首先出现在2月,2021年问题电池技术杂志。

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