Създадоха хибридна бета-волтаична батерия, която не се нуждае от захранване десетилетия
Избрани статии и новини от редакцията на Forbes България
Учени постигнаха сериозен пробив, създавайки първата в света хибридна бета-волтаична батерия от ново поколение. Този авангарден източник на енергия е изграден чрез директно свързване на електрод от радиоактивен изотоп с перовскитен абсорбиращ слой – съвременен материал, известен с високата си ефективност.
КЛЮЧОВИ ФАКТИ
- За да подобрят работата ѝ, екипът внедрява квантови точки на базата на въглерод-14 в електрода и оптимизира структурата на перовскитния слой. Тези иновации водят до изключително стабилен изход на електроенергия и впечатляваща ефективност на енергийното преобразуване.
- Резултатите са публикувани в списание Chemical Communications, а изследването е ръководено от професор Су-Ил Ин от катедра „Науки и инженерство на енергията“ в DGIST.
- Новата технология предлага стабилно и дълготрайно електрозахранване без нужда от презареждане, което я прави обещаващо енергийно решение от следващо поколение за области, изискващи автономна работа в продължение на години – като космически мисии, медицински устройства и военни приложения.
- С ускоряващата се миниатюризация и нарастващата прецизност на електронните устройства, нараства и нуждата от иновативни захранвания, които да сведат до минимум необходимостта от често зареждане. Сегашните основни батерии, включително литиеви и никелови, страдат от кратък живот и чувствителност към топлина и влага, което ограничава надеждността им в екстремни условия. Бета-волтаичните батерии, които могат да доставят стабилна енергия в продължение на години или дори десетилетия, се очертават като силна алтернатива.
БЕТА-ВОЛТАИЧНИ БАТЕРИИ: ДЪЛГОТРАЙНИ, БЕЗОПАСНИ И НЕДОСТАТЪЧНО ИЗПОЛЗВАНИ
Бета-волтаичните батерии произвеждат електричество чрез улавяне на бета-частици, излъчвани при естествен радиоактивен разпад. Теоретично, такива батерии могат да работят десетилетия без поддръжка. Освен това бета-частиците имат значително предимство по отношение на биологичната безопасност – те не могат да проникнат през човешката кожа. Въпреки това, практическото развитие е ограничено от трудности при боравене с радиоактивни материали и осигуряване на стабилност на компонентите.
За да преодолее тези предизвикателства, екипът на професор Ин разработва хибридна квантова бета-волтаична батерия, комбинирайки електрод с изотоп на въглерод-14 и високоефективен перовскитен слой. Те драстично подобряват свойствата на преноса на заряд чрез прецизен контрол върху кристалната структура на перовскита, използвайки добавки като метиламониев хлорид (MACl) и цезиев хлорид (CsCl).
В резултат на това новата бета-волтаична батерия постига приблизително 56 000 пъти по-висока електронна подвижност в сравнение със стандартните системи.
„Това изследване бележи първата в света демонстрация на практическата приложимост на бета-волтаичните батерии. Планираме да ускорим комерсиализацията на технологии за енергозахранване в екстремни среди и да продължим с миниатюризацията и трансфера на технологии“, каза професор Су-Ил Ин.
