แบตเตอรี่นิวเคลียร์ ขนาดเล็กเท่าเหรียญ (betavoltaic) เทคโนโลยีที่อาจเปลี่ยนวิธีที่เราจัดหาไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ต้องการพลังงานต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน โดยเฉพาะอุปกรณ์ IoT, เซนเซอร์ระยะไกล และอุปกรณ์ทางการแพทย์ฝังในร่างกาย พัฒนาโดยบริษัท Betavolt ในกรุงปักกิ่ง และโครงการที่สองซึ่งมีความทะเยอทะยานมากกว่า นำโดยมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสต์นอร์มอล สัญญาว่าจะนำพาก้าวสู่ยุคสมัยใหม่ที่พลังงานไม่ได้อยู่ได้แค่ไม่กี่วันหรือหลายเดือน แต่จะอยู่ได้นาน 50-100 ปี
แบตเตอรี่นิวเคลียร์ (Betavoltaic) ทำงานอย่างไร
Betavoltaic ผลิตไฟฟ้าโดยการแปลงพลังงานจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีโดยเฉพาะการสลายด้วยเบตา ให้เป็นกระแสไฟฟ้า ต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ตรงที่แบตเตอรี่ชนิดนี้ไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาลูกโซ่ ความร้อน หรือชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว
โดยไอโซโทปที่นิยมนำมาใช้ เช่น Nickel‑63 หรือ Carbon‑14 ซึ่งมีการปล่อยอนุภาคระดับพลังงานต่ำ อิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกกักเก็บโดยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่ไหลอย่างต่อเนื่อง แม้มีกำลังวัตต์เพียงเล็กน้อยแต่มีอายุขัยยาวนาน
BV100
ความก้าวหน้าครั้งแรกมาจาก Betavolt ซึ่งเพิ่งเปิดตัว BV100 แบตเตอรี่นิวเคลียร์ต้นแบบที่ใช้พลังงานจาก Nickel-63 ไอโซโทปนี้ปล่อยอนุภาคบีตาที่มีพลังงานต่ำมาก ซึ่งทำให้ปลอดภัยกว่าแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาหรือแอลฟาที่ใช้ในระบบกัมมันตภาพรังสีขนาดใหญ่
ข้อมูลจำเพาะหลักของ BV100
- ขนาด:ขนาดเท่าเหรียญ
- กำลังขับ: 100 ไมโครวัตต์ (μW)
- อายุการใช้งาน:สูงสุด50 ปี
- แหล่งเชื้อเพลิง: Nickel-63 isotope
- ไม่ต้องชาร์จ ไม่ต้องบำรุงรักษา ไม่ต้องหยุดทำงาน
แม้ว่า 100 μW จะไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานสมาร์ทโฟนของคุณ แต่ก็เหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบพลังงานต่ำที่ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องและเชื่อถือได้ เช่นเซ็นเซอร์ระยะไกล โดรน เครื่องกระตุ้นหัวใจ ยานสำรวจอวกาศและอื่นๆ อีกมากมาย
Carbon‑14
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Northwest Normal ในกานซู่ กำลังทำงานเกี่ยวกับสิ่งที่น่าทึ่งยิ่งกว่า นั่นก็คือแบตเตอรี่นิวเคลียร์แบบ Carbon-14 ที่ได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานได้นาน 100ปี
Carbon-14 ปล่อยอนุภาคบีตาพลังงานต่ำและมีครึ่งชีวิตมากกว่า 5,000 ปี นักวิจัยของมหาวิทยาลัยวางแผนที่จะฝัง Carbon-14 ลงในโครงสร้างเพชรเทียมเพื่อสร้างแบตเตอรี่ที่สามารถใช้งานได้นานหนึ่งศตวรรษโดยไม่ต้องบำรุงรักษาใดๆ
แบตเตอรี่ยังอยู่ในห้องทดลอง แต่รุ่นแรกๆ แสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันน่าเหลือเชื่อสำหรับ ภารกิจอวกาศลึก , เซ็นเซอร์ใต้น้ำ , อุปกรณ์ปลูกถ่ายทางการแพทย์ (เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจหรือเครื่องกระตุ้นประสาท) ระบบติดตามและเฝ้าระวังระยะไกล
ความปลอดภัย คำถามยอดนิยม
แม้ชื่อจะมีคำว่า “นิวเคลียร์” แต่แบตเตอรี่นี้ไม่ได้ทำงานแบบเครื่องปฏิกรณ์ แหล่งพลังงานเป็นไอโซโทปที่ปล่อยอนุภาคเบต้าแบบพลังงานต่ำซึ่งสามารถถูกกั้นได้ด้วยวัสดุห่อหุ้ม เช่น เพชรสังเคราะห์ หรือโลหะหนา เมื่อออกแบบและจัดการอย่างถูกวิธี ความเสี่ยงต่อผู้ใช้และสิ่งแวดล้อมจะถูกจำกัดไว้ได้
อะไรจะกำหนดความสำเร็จของเทคโนโลยีนี้?
- การเพิ่มกำลังไฟต่อยูนิตให้เพียงพอสำหรับแอปพลิเคชันที่หลากหลาย
- การลดต้นทุนการผลิตและการสกัด/เตรียมไอโซโทป
- มาตรฐานความปลอดภัยและกฎหมายที่ชัดเจนสำหรับการใช้งานและกำจัด
- การสร้างความเชื่อมั่นของสาธารณชนต่อความปลอดภัย
- ความร่วมมือระหว่างภาครัฐ ภาคเอกชน และสถาบันวิจัย
แบตเตอรี่นิวเคลียร์ขนาดเหรียญเป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจสำหรับกรณีใช้งานที่ต้องการพลังงานต่อเนื่องเป็นเวลานาน แม้ยังมีข้อจำกัดด้านกำลังไฟ ต้นทุน และกรอบกฎหมาย แต่การวิจัยเช่น BV100 และแนวคิด Carbon‑14/เพชรสังเคราะห์ แสดงให้เห็นว่าเราเข้าใกล้ยุคที่อุปกรณ์บางประเภทอาจไม่ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ตลอดอายุการใช้งาน
จีนไม่ได้เป็นเพียงประเทศเดียวในพื้นที่นี้ สหรัฐอเมริกา รัสเซีย และสหราชอาณาจักรก็กำลังลงทุนในระบบพลังงานไอโซโทปรังสี เช่นกัน แต่จีนดูเหมือนจะก้าวล้ำกว่าในด้านการลดขนาดและการนำระบบนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์
อ้างอิง และ COVER Engineerine
อ่านบทความและข่าวอื่นๆเพิ่มเติมได้ที่ it24hrs.com
แบตเตอรี่นิวเคลียร์ ขนาดเล็กเท่าเหรียญ ใช้ได้นาน 50-100ปี โดยไม่ต้องชาร์จ
อย่าลืมกดติดตามอัพเดตข่าวสาร ทิปเทคนิคดีๆกันนะคะ Please follow us
Youtube it24hrs
Twitter it24hrs
Tiktok it24hrs
facebook it24hrs
