Южнокорейские ученые создали первую в мире гибридную бетавольтаичную батарею, которая может изменить представление об автономном питании электронных устройств. Инновация обещает стабильную работу в течение десятилетий без необходимости подзарядки.
Исследователи из Института науки и технологий Тэгу-Кьонбук (DGIST) под руководством профессора Су-Ил Ина разработали уникальную энергетическую систему. Она сочетает электрод на основе радиоактивного изотопа углерода-14 с поглощающим слоем из перовскита.
Ключевой особенностью стало встраивание квантовых точек углерода-14 непосредственно в электрод. Команда также усовершенствовала структуру перовскитового слоя, используя добавки метиламоний хлорида и цезий хлорида.
Результаты превзошли все ожидания. Новая бетавольтаичная батарея показала увеличение подвижности электронов в 56 000 раз по сравнению с традиционными системами. Устройство демонстрировало стабильную выработку энергии в течение девяти часов непрерывной работы.
Бетавольтаические элементы генерируют электричество, захватывая бета-частицы, выделяющиеся во время естественного радиоактивного распада. Теоретически такие системы могут работать десятилетиями без обслуживания.
Бета-частицы не способны проникнуть сквозь кожу человека, что делает технологию биологически безопасной. Это открывает широкие возможности для использования в имплантированных медицинских устройствах, космических миссиях и военных применениях.
Современные литий-ионные и никелевые аккумуляторы имеют ограниченный срок службы. Они также чувствительны к высоким температурам и влажности, что снижает их надежность в экстремальных условиях. Новая технология может стать альтернативой для устройств, которые нуждаются в длительной автономности.
Профессор Су-Ил Ин отметил, что исследование впервые продемонстрировало практическую жизнеспособность бетавольтаичных элементов. Команда планирует ускорить коммерциализацию технологии и работать над миниатюризацией системы.
Разработка может изменить сферу автономного питания электроники. Особенно актуальной технология станет для космической отрасли, где замена батарей невозможна. Медицинские имплантаты также получат возможность работать в течение всей жизни пациента без вмешательств.
Исследование опубликовано в журнале Chemical Communications и поддержано Министерством науки и информационно-коммуникационных технологий Южной Кореи. Ученые уже работают над дальнейшим усовершенствованием технологии и подготовкой к трансферу в промышленность.
