Розроблено ядерну батарею, здатну працювати століттями без підзарядки

Дослідники з Науково-технічного інституту Тегу Кенбук (Південна Корея) на чолі з професором Су-Іл Іном представили нову концепцію ядерної батареї, здатну забезпечувати пристрій енергією десятиліттями або, навіть, століттями, без необхідності підзарядки. Про це повідомляє «Главком» із посиланням на The American Chemical Society (ACS).

Технологія спрямована на заміну літійних акумуляторів, які згодом деградують і вимагають регулярної підзарядки, що обмежує застосування в таких технологіях, як дрони, системи дистанційного зондування і навіть медичні імпланти.

В основі нової батареї лежить принцип бетавольтаїки – перетворення енергії бета-випромінювання на електрику. Для цього вчені використовували радіоактивний ізотоп вуглецю, відомий як радіовуглець (вуглець-14), який виділяє виключно бета-частинки.

Для підвищення ефективності перетворення енергії команда Іна використала інноваційний підхід. У їхньому прототипі основним елементом є напівпровідниковий шар на основі діоксиду титану, до якого був доданий барвник на основі рутенію. Додаткову міцність хімічного зв'язку забезпечувала обробка лимонною кислотою. Коли бета-частинки, що випускаються радіовуглецем, стикаються з рутенієвим барвником, запускається каскад електронних переходів – «електронна лавина», яка потім ефективно збирається шаром діоксиду титану.

Особливістю нового пристрою є те, що радіовуглець був впроваджений як в анод, так і в катод, що збільшило кількість бета-частин, що генеруються, і мінімізувало енергетичні втрати на відстані між електродами. У ході демонстраційних випробувань прототипу енергія, перетворена з радіоактивного розпаду, була суттєво вищою порівняно з попередніми версіями, де радіовуглець застосовувався лише на одному електроді: коефіцієнт перетворення зріс з 0,48 до 2,86%.

Раніше вчені та інженери з Брістольського університету та Управління з атомної енергії Великої Британії (UKAEA) створили першу у світі батарею на основі вуглецю-14.