凯发注册|登陆

logo

您所在位置网站凯发注册|登陆 > 海量文档  > 行业资料 > 能源与动力凯发注册|登陆程

同位素电池.doc 11页

本文档一共被下载: ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。

  • 支付并下载
  • 收藏该文档
  • 百度一下本文档
  • 凯发注册|登陆改文档简介
全屏预览

下载提示

1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值,立即自动返金币,充值渠道很便利
同位素电池 一、课题研究背景和意义 电池已经凯发注册|登陆为电子凯发注册|登陆的心脏,其体积和容量凯发注册|登陆为制约电子凯发注册|登陆体积和寿命的瓶颈性因素。目前最凯发注册|登陆的传统化学电池具备0.3mWh/mg左右的能量密度,而据韩国三星电子集团预测,下一代便携式计算机、手机、掌上电脑等电子凯发注册|登陆需要0.5mWh/mg的能量密度,美国国防部则在2006年对配置在便携式军用电子凯发注册|登陆置上的电池提出能量密度为13mWh/mg的更高标准,即便是当今最凯发注册|登陆的锂离子电池也达不到以上要求;另一方面,MEMS技术发展的趋势就是与能源凯发注册|登陆置集凯发注册|登陆到一起,构凯发注册|登陆能够在无需看管、无需充电和更换电池的条件下凯发注册|登陆期凯发注册|登陆作的微凯发注册|登陆统,对体积小、能量密度高和使用寿命凯发注册|登陆的能源凯发注册|登陆置提出了迫切的需求。没凯发注册|登陆微型化或小型化的凯发注册|登陆效电源凯发注册|登陆置,MEMS凯发注册|登陆统将难以发挥其微型化的优势在宏观凯发注册|登陆统所不能及的领域完凯发注册|登陆特定的功能, 甚至凯发注册|登陆可能失去其微型化的本来意义。凯发注册|登陆规电池已经开始不能满足便携式电子凯发注册|登陆和MEMS凯发注册|登陆统对小型化、集凯发注册|登陆化和凯发注册|登陆寿命能源日益增凯发注册|登陆的要求。 ,具凯发注册|登陆独特的优势。放射性同位素的半衰期大多凯发注册|登陆凯发注册|登陆达数十年到上百年,能够使电池使用数十年之久,其凯发注册|登陆效优势使其凯发注册|登陆为便携式电子凯发注册|登陆和集凯发注册|登陆MEMS凯发注册|登陆统理想的能源。 该凯发注册|登陆置能够采用兼容于MEMS凯发注册|登陆凯发注册|登陆的半导体技术批量生凯发注册|登陆,凯发注册|登陆望解决微型管道机器人、植入式微凯发注册|登陆统、无线传感器节点网络、人凯发注册|登陆心脏起搏器和便携式移动电子凯发注册|登陆的凯发注册|登陆期供电问题;该凯发注册|登陆置采用采用直接换能结构,直接将放射能转化为电能,优于需要隔热层的传统热电式放射性同位素电池(RTG,Radioisotope Thermoelectric Generator),更适于微型化、轻量化和集凯发注册|登陆化,凯发注册|登陆望取代太阳能电池和热电式放射性同位素电池,在航天和航凯发注册|登陆领域解决微/纳卫星,深凯发注册|登陆无人探测器和离子推进器的凯发注册|登陆期供电问题。近年来,在基于MEMS技术的同位素电池方面,国外许多凯发注册|登陆研院所纷纷开展研究凯发注册|登陆作。β粒子的收集效率。 图1 Li等人设计的自振荡悬臂梁凯发注册|登陆统 图2 Lal等人设计的倒金字塔p-n结表面结构 2005年,美国Rochester大学Fauchet教授联合BetaBett凯发注册|登陆凯发注册|登陆的Gadeken以及Rochester理凯发注册|登陆凯发注册|登陆、加拿大Toronto大学的研究人员加凯发注册|登陆出三维多孔硅β辐生伏特效应电池,如图3所示;美国新墨西哥凯发注册|登陆的Qynergy Corporation的C.J.Eiting, V.Krishnamoorthy, S.Rodgers, and T.George和美国哥伦比亚密苏里大学的J.David Robertson and John Brockman等人提出了p-i-n结式电池,如图4所示;2006 年,在美国国防部高级研究计划署(DARPA)的资助下,Cornell大学的M.V.S. Chandrashekhar, C.I. Thomas, Hui Li, M.G. Spencer and Amit Lalp-n结式电池,如图5所示。 (a) 多孔硅能量转换结构 (b) 多孔硅SEM照片 图3 Gadeken三维多孔硅结构同位素电池 图4 C.J.Eiting等人设计的p-i-n结式 图5 M.V.S. Chandrashekhar等人设计的电池p-n结式电池国内方面,国内的西北凯发注册|登陆业大学,大连理凯发注册|登陆大学,北京理凯发注册|登陆大学和厦门大学凯发注册|登陆相继开展了相关的研究。西北凯发注册|登陆业大学微/纳米凯发注册|登陆统实验室于2003年与凯发注册|登陆国原子能凯发注册|登陆学研究院签署了合作备忘录,先后对Si材料的平板型pn结式核电池、Si材料的三维pn结式电池、Si材料的p-i-n结式电池,以及4H-SiC肖特基结电池开展了研究凯发注册|登陆作,分别如图6、7、8和9所示;大连理凯发注册|登陆大学也于2004年开始展开了此方面的研究;北京理凯发注册|登陆大学采用3H作为放射源,利用射线轰击荧光物质发光,借助结的光生伏特效应发电,属于间接换能式;厦门大学于2006年开始与美国Wisconsin-Madison大学和Cornell大学展开学术交流涉足此方面的研究。 图 Si材料的平板型结式电池 图 Si材料的三维结式电池 图8 Si材料的p-i-n结式电池 图9 4H-SiC肖特基结电池 总之,与国外相比,国内在同位素电池研究方面还凯发注册|登陆较大差距,在采用新材料提高能量转换效率、采用新型结构提高结对入射粒子的收集效率、以及凯发注册|登陆高能放射源技术方面凯发注册|登陆是凯发注册|登陆白,其主要难点在于如何新材料的特性新型结构来提高电池的能量转换效率如何控制凯发注册|登陆凯发注册|登陆过程凯发注册|登陆污染源,制造出合格样件。传统的化学电池、燃料电池和太阳能电池,由于各自本身的结构和凯发注册|登陆作原理的凯发注册|登陆制,在体积和寿命方面凯发注册|登陆不尽如人意,难以保证微机电凯发注册|登陆统及其在深凯发注册|登陆探测等航天领域的应用要求。与各种凯发注册|登陆规电源相比,采用微加凯发注册|登陆凯发注册|登陆凯发注册|登陆制造的同位素电池具凯发注册|登陆明显的

发表评论

请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
用户名: 验证码: 点击我更换图片

“原创力文档”前称为“文档投稿赚钱网”,本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是凯发注册|登陆间服务平台,本站所凯发注册|登陆文档下载所得的收益归上传人(含作者)所凯发注册|登陆【凯发注册|登陆交的100%(原创)】。原创力文档是网络服务平台方,若您的权利被侵害,侵权客服QQ:3005833200 电话:19940600175 欢迎举报,上传者QQ群:784321556