베타전지 (Beta voltaic Battery)

I. 극한 환경 장기간 전력 생산, 베타전지

– 개념: 방사성동위원소(Ni-63) 방출 입자가 반도체 충돌 시 생성되는 전력 사용 배터리 장치

– 특징:
안정적 전력 생산 극저온/고온 등 극한 환경 전력 생산
긴 수명 최장 50년 이상 에너지 수명 유지
 높은 에너지밀도 단위 질량 당 많은 양의 에너지 생산

 

II. 베타전지 구성도 및 구성요소

– 베타전지 구성도

– 원리

① 베타입자 발생– Ni-63 동위원소 베타입자 발생
② PN영역 입사– 베타입자의 PN접합소자 영역 입사
③ EHP 발생– Electronic-Hole Pair 발생
④ 전류 형성– 생성 전하의 외부부하로 전류 형성

– 베타전지 구성요소

구분구성요소설명
전지 원료Ni-63(니켈)– 방사성동위원소
베타입자– 방사성 물질 방출 입자
전지 장치PN 접합– 실리콘 반도체 접합
양면 전극– 전자/정공 이동 경로

– 베타전지에서 사용되는 Ni-63는 반감기가 100여년이므로 전원의 교체 없이 장시간 사용 가능

 

III. 베타전지의 활용

분야적용 제품설명
의료– 맥박조정기
– 제세동기
– 인체 삽입형 의료기기 기존 수명 5년에서 20년 이상으로 수명 확장
해양– 밸브
– 해저센서
– 태양광이 닿지 않는 심해 기술
– 접근이 어렵거나 불가능한 환경
우주– 우주선부품
– 위성전력원
– 태양광이 닿지 않는 우주 기술
– 접근이 어렵거나 불가능한 환경

– 국방, 지질, 마이크로 소자, 통신/센서 등 여러 분야에 베타전지 적용 가능
 

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