«Вечная батарейка» обрела мощь: студентам НИТУ «МИСиС» удалось на треть повысить мощность бетавольтаического источника тока

Магистранты НИТУ «МИСиС» Мария Синева и Анастасия Кочкова на треть повысили мощность разработанной в университете «вечной батарейки». Бетавольтаический источник тока, способен десятилетиями вырабатывать электроэнергию за счет преобразования энергии β-распада. Достичь повышения удалось за счет модификации поверхности обратного контакта, что позволило увеличить эффективность преобразования.

Бетавольтаический преобразователь вырабатывает электрическую энергию, преобразуя энергию радиоактивного распада. Процесс получения энергии похож на то, что происходит внутри солнечных батарей, только источник энергии — генератор β-частиц встроен в элемент. Попадая из радиоактивного материала в полупроводник, β-частицы генерируют электрический ток. Такой источник тока может работать непрерывно в течение нескольких лет или десятилетий в зависимости от используемого радиоактивного элемента. Элемент предназначен для автономного источника питания, актуального для маломощных электронных датчиков специального и гражданского назначения: микроэлектромеханических систем, малогабаритных космических объектов и медицинских имплантатов.

Разработка магистрантов продолжает исследования кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС» в области β-вольтаики, не раз получавшие признание на самом разном (в том числе государственном) уровне. Тем не менее, магистранты 2-го курса Мария Синева и Анастасия Кочкова смогли серьёзно улучшить преобразователь. Как говорят авторы, в данной разработке источник бета-излучения (Ni-63 с периодом полураспада 100 лет) наносится с обеих сторон преобразователя. Такое решение позволит получить более высокие выходные параметры (ток короткого замыкания и напряжение холостого хода) по сравнению с аналогами.К тому же, в преобразователе использована не планарная, а микроканальная структура материала. Данное техническое решение позволяет поглощать до 100 % падающего излучения и получать большую выходную электрическую мощность на единицу объема преобразователя и увеличить выходную мощность на 20-30 % по сравнению с существующими аналогами.

Разработка магистрантов НИТУ «МИСиС» завоевала 1-е место в конкурсе «Инновационная радиоэлектроника» в номинации «Технологический прорыв», который организовывал Центральный научно-исследовательский институ «Электроника» при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ. В конкурсе участвовали 758 команд, приз за первое место составил 500 тысяч рублей.