Misi jangka panjang dalam penerbangan antariksa, teknologi bawah laut, dan pertahanan mencapai batas pasokan energi ketika pemeliharaan, pengisian bahan bakar, atau tenaga surya tidak dapat diandalkan. Penggantian baterai seringkali tidak mungkin dilakukan dalam sistem tertutup, dan generator konvensional menambah massa dan kompleksitas. Proyek penelitian yang dipimpin Australia ini oleh karena itu beralih ke betavoltaik, dikombinasikan dengan manufaktur aditif, untuk mentransfer sumber daya listrik kompak dan berkelanjutan ke produksi pra-komersial.
Dalam proyek pertama yang didanai oleh Additive Manufacturing Cooperative Research Centre (AMCRC), prototipe “GenX Betavoltaic Power Generator” dari perusahaan South Australian entX akan ditransfer dari demonstrator laboratorium ke produksi pra-komersial. GenX dikembangkan bersama dengan Universitas Adelaide.
“Pasokan daya yang andal dan berumur panjang merupakan salah satu hambatan terbesar yang dihadapi sistem ruang angkasa, bawah laut, dan pertahanan,” kata Dr Scott Edwards, General Manager entX untuk bidang Ruang Angkasa dan Pertahanan. “GenX secara fundamental mengubah apa yang mungkin dilakukan. Dengan merancang ulang betavoltaik menjadi perangkat ultra-tipis yang diproduksi secara aditif, kami mencapai kepadatan daya yang sebelumnya tidak terjangkau dan memungkinakan profil misi yang sepenuhnya baru.”
“Ini bukan perbaikan incremental – ini adalah perubahan paradigma yang sesungguhnya,” kata Profesor Drew Evans, yang membantu mengembangkan prototipe GenX dan akan memimpin proyek penelitian di Universitas Adelaide. “Dengan menggabungkan metode deposisi semikonduktor inovatif dengan manufaktur aditif dan rekayasa permukaan, kami telah mendemonstrasikan perangkat betavoltaik dengan kepadatan daya yang sebelumnya tidak dapat dicapai menggunakan pendekatan konvensional.”
Secara teknis, pendekatan manufaktur ini menonjol karena menggabungkan pencetakan 3D dengan rekayasa permukaan dan proses film tipis. Lapisan logam, oksida logam, dan semikonduktor berskala nano dibangun secara berurutan sehingga tumpukan lapisan fungsional tidak hanya dilapisi, tetapi dibuat sebagai struktur terintegrasi.
Selama 14 bulan ke depan, entX dan Universitas Adelaide berencana untuk memvalidasi rantai komponen dan proses serta mempersiapkannya untuk pengujian pelanggan. Ini termasuk mengintegrasikan Physical Vapour Deposition (PVD) untuk antarmuka listrik yang efisien ke dalam alur kerja pencetakan aditif yang dapat diskalakan di fasilitas radiasi bersertifikat entX di Adelaide. Secara paralel, rumah pelindung radiasi akan diprototipe secara aditif untuk menyederhanakan integrasi sistem.
“Proyek senilai $1,8 juta ini merupakan contoh jelas bagaimana manufaktur aditif dapat mengubah penelitian terobosan menjadi produk yang dapat diproduksi massal,” kata Simon Marriott, Direktur Eksekutif Additive Manufacturing CRC. “Dengan mendukung transisi dari prototipe laboratorium ke produksi terintegrasi, AMCRC membantu inovator Australia membawa teknologi terdepan dunia ke pasar lebih cepat dan dengan risiko lebih rendah.”
“Ini akan membuka aplikasi baru di bidang antariksa, pertahanan, dan sistem jarak jauh, serta menetapkan kemampuan mandiri di bidang teknologi strategis yang penting,” menurut Profesor Evans. “Seiring dengan meningkatnya permintaan global akan sistem tenaga berdurasi panjang dan bebas perawatan, GenX menunjukkan bagaimana manufaktur aditif memungkinakan kelas produk baru yang sepenuhnya inovatif, mengubah keunggulan riset Australia menjadi hasil manufaktur yang kompetitif secara global.”
Pelajari lebih lanjut tentang Universitas Adelaide di sini.
