Професор Інституту науки та технологій Тегу Кьонбук Су-Іл Ін представив новий прототип радіовуглецевої ядерної батареї, яка може стати альтернативою поширеним літій-іонним акумуляторам. Ця презентація відбулась під час весняної зустрічі Американського хімічного товариства, що проходить з 23 по 27 березня.
Про це розповідає ProIT
Однією з основних проблем літій-іонних акумуляторів є їх здатність до швидшого розрядження при повторному використанні, що вимагає все частішої підзарядки. Через це вчені звернули увагу на використання радіовуглецю в якості джерела енергії для малих, безпечних і довговічних ядерних батарей, які можуть працювати десятиліттями без додаткової підзарядки. Видобуток літію та утилізація літій-іонних акумуляторів часто супроводжуються значним забрудненням навколишнього середовища, тому виникає потреба в екологічніших рішеннях.
Дослідження та переваги ядерних батарей
Ядерні батареї отримують енергію від випромінення радіоактивних елементів, причому не всі з них є шкідливими для навколишнього середовища. Наприклад, бета-промені можна блокувати за допомогою алюмінієвих листів, що робить їх використання потенційно безпечним. Су-Іл Ін і його команда розробили прототип бета-електричної батареї, використовуючи вуглець-14, який є відносно доступним і безпечним матеріалом, що утворюється на атомних електростанціях.
Дослідники стверджують, що завдяки довгому періоду напіврозпаду, такі батареї можуть працювати тисячоліттями. У новій конструкції електрони взаємодіють із напівпровідником, що призводить до генерації електроенергії. Напівпровідники грають ключову роль у бета-електричних батареях, перетворюючи енергію і забезпечуючи її подачу.
Технологічні інновації
Наразі дослідники досліджують шляхи вдосконалення ефективності батареї, використовуючи новітні напівпровідникові матеріали. У своєму прототипі вони застосували діоксид титану, підвищивши його електропровідність за допомогою барвника на основі рутенію. Використання лимонної кислоти для обробки цього матеріалу посилило взаємодію між ними, що призвело до формування електронної лавини, яка генерує додаткову енергію.
Дослідники виявили, що бета-промені, які випускаються радіовуглецем на обох електродах, активізують барвник на аноді, створюючи ефект, який дозволяє генерувати значно більше електроенергії. Порівнюючи нову конструкцію з попередньою, ефективність перетворення енергії зросла з 0,48% до 2,86%. Хоча це поки що не є порівнянним з продуктивністю літій-іонних акумуляторів, подальші дослідження можуть суттєво підвищити ці показники.
На думку Су-Іл Іна, для підвищення ефективності ядерних батарей потрібні подальші вдосконалення форм випромінювачів і розвиток нових поглиначів бета-променів, що цілком може змінити підхід до зберігання електроенергії у майбутньому.
“Межа ефективності літій-іонних батарей фактично вже досягнута.”
