Десятки років без підзаряджання: у Кореї створили першу у світі ядерну батарейку з перовскітом
Інженери з Інституту науки і технологій Тегу Кенбук (DGIST) у Південній Кореї розробили бета-вольтаїчний елемент нового покоління, здатний роками стабільно генерувати електроенергію для техніки.
Деталі дослідження описані в статті для Chemical Communications.
Вчені впровадили квантові точки на основі радіоактивного ізотопу вуглецю-14 в електрод, який безпосередньо приєднали до перовскітного поглинача. Використавши добавки на основі хлору, вони налаштували кристалічність перовскіта й успішно домоглися як стабільної вихідної потужності, так і значного підвищення ефективності та стабільність перетворення енергії. Елемент продемонстрував збільшення рухливості електронів у 56 000 разів, але й підтримував стабільну вихідну потужність протягом дев'яти годин безперервної роботи.
"Це дослідження знаменує собою першу у світі демонстрацію практичної життєздатності бета-вольтаїчних осередків, — заявив керівник дослідження професор Су-Іл Ін. — Ми плануємо прискорити комерціалізацію технологій електроживлення наступного покоління для екстремальних умов і продовжити роботу з мініатюризації та передавання технологій".
Сучасні акумулятори на основі літію та нікелю мають доволі короткий термін служби, а також погано витримують екстремальні умови, як-от спека та висока вологість. Бета-вольтаїчні елементи мають усунути ці недоліки, працюючи десятки років без перезаряджання. Вони вирізняються високою щільністю енергії та довговічністю, тому ідеально підходять для живлення пристроїв у віддалених або суворих умовах, де заміна або обслуговування пристрою недоцільні.
Однак практичний розвиток цієї технології стримується складністю поводження з радіоактивними матеріалами та забезпечення довготривалої стабільності компонентів комірки. Корейські вчені розв'язали ці проблеми завдяки об'єднанню ізотопу вуглецю-14 з перовскітним поглиначем.
"Ці результати знаменують собою значний прогрес у цій царині та відкривають багатообіцяючий шлях до практичного застосування перовскітних бета-вольтаїчних осередків для генерації енергії в суворих умовах, де критично важливим є довгострокове та стабільне подавання енергії", — йдеться у висновку дослідження.
Раніше в США розробили батарею, що виробляє електрику з ядерних відходів. Прототип розміром 4 кубічних сантиметри використовує кристали, що випромінюють світло під впливом радіації, яке потім уловлюють фотоелементи.