SBIR Phase I: Wide Bandgap Semiconductor Betavoltaic Powered Sensor Controller
SBIR 第一阶段:宽带隙半导体贝塔伏特供电传感器控制器
基本信息
- 批准号:1746236
- 负责人:
- 金额:$ 22.38万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-01-01 至 2018-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project is a breakthrough power source for small electronic devices that will move the reality of smart cities and smart rural areas closer to the vision. The center piece of the innovation is the wide bandgap semiconductor betavoltaic power source, essentially an innovative nuclear-based micro-battery. The energy storage density of this power source is estimated to be three orders of magnitude greater than conventional NiMH battery technology. This power innovation will be combined with the very latest in ultra low power electronics and energy harvesting circuitry to realize sensors that are effectively self-powered for the useful life of device. The betavoltaic power source will enable the realization of the ?Internet-of-Things? vision by solving the power challenge, supporting the public good through enhanced safety and security, improved mobility and support for new and disruptive business ventures. The proposed project will attempt to solve a portion of the power challenge that today limits the implementation and scale of Internet of Things (IoT) solutions. Experts predict billions and possibly trillions of "things" connected by IoT technologies. This requires transformative advances in the science, technology, and engineering. The proposed betavoltaic power source will achieve advancements in all three areas, focused on the power challenge. Although research papers have been published on micro nuclear batteries, the power levels of the previous implementations are insufficient for broad market application. Through the use of novel fabrication techniques and optimal material selection and placement, the proposed power source will achieve at least an order of magnitude improvement in power efficiency over any previous result achieved, with target power efficiency level in excess of 30%. This surpasses the breakout power level required for mass adoption of the new power source. Work on this power source will result in new technology development for enhancing the efficiency of nuclear micro-battery. New semiconductor material processing and fabrication techniques related to the incorporation of radioactive materials will be developed as well as greater understanding of wide band gap semiconductor material behavior under irradiation as applied to radiation-hardened electronics.
小型企业创新研究(SBIR)第一阶段项目的更广泛影响/商业潜力是小型电子设备的突破性电源,将使智慧城市和智慧农村的现实更接近愿景。这项创新的核心是宽禁带半导体Betavoltaic电源,本质上是一种创新的核基微型电池。据估计,这种电源的储能密度比传统的镍氢电池技术大三个数量级。这一电源创新将与最新的超低功率电子设备和能量采集电路相结合,实现传感器在设备的使用寿命内有效地自我供电。Betavoltaic电源将使物联网的实现成为可能。通过解决电力挑战,通过加强安全和安保支持公共利益,提高移动性,支持新的和颠覆性的商业企业,实现远景。提议的项目将尝试解决目前限制物联网(IoT)解决方案实施和规模的部分电力挑战。专家预测,物联网技术连接了数十亿甚至数万亿的“东西”。这需要在科学、技术和工程方面取得革命性的进步。拟议的Betavoltaic电源将在所有三个领域取得进展,重点是电力挑战。虽然已经发表了关于微型核电池的研究论文,但以前的实现方式的功率水平不足以满足广泛的市场应用。通过使用新的制造技术和最优的材料选择和布局,所提出的电源将在功率效率方面实现至少一个数量级的提高,目标功率效率水平超过30%。这超过了大规模采用新电源所需的突破功率水平。对该电源的研究将导致提高核微型电池效率的新技术开发。将开发与掺入放射性材料有关的新的半导体材料加工和制造技术,并更好地了解宽带隙半导体材料在辐照下的行为,以及应用于辐射加固电子设备的行为。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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