Czy można stworzyć baterię, której nie trzeba ładować przez setki, a nawet tysiące lat? Naukowcy z Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology (Korea Południowa) opracowali prototyp akumulatora betawoltaicznego, który może to umożliwić. Kluczem jest radiowęgiel (C-14) – izotop emitujący wyłącznie promieniowanie beta.
Czym jest betawoltaika?
Betawoltaiczne ogniwa przekształcają energię cząstek beta w energię elektryczną. W przeciwieństwie do klasycznych baterii:
- Nie wymagają ładowania.
- Działają dziesiątki, a potencjalnie nawet tysiące lat.
- Są bezpieczne – promieniowanie beta można skutecznie osłonić cienką warstwą aluminium.
Dlaczego radiowęgiel (C-14)?
Radiowęgiel to produkt uboczny elektrowni jądrowych, co czyni go tanim, łatwo dostępnym i recyklingowalnym. Ponadto jego powolna degradacja sprawia, że może zasilać urządzenia przez niezwykle długi czas.
Nowa konstrukcja: wyższa wydajność i dwie elektrody z C-14
Innowacja koreańskich naukowców polega na:
- Umieszczeniu C-14 zarówno w anodzie, jak i katodzie, co zwiększa emisję cząstek beta i skraca drogę ich przepływu.
- Zastosowaniu dwutlenku tytanu z barwnikiem rutenowym, znanym z ogniw słonecznych, który skutecznie przetwarza promieniowanie w energię.
- Użyciu kwasu cytrynowego do poprawy wiązania materiałów, co zwiększa transfer elektronów (tzw. lawina elektronów).
Efekty testów. Przełom w wydajności
Nowy prototyp osiągnął:
- 2,86% wydajności konwersji energii, co stanowi ogromny postęp względem poprzednich projektów (0,48%).
- Stabilność działania i brak potrzeby zewnętrznego zasilania.
Mimo że to wciąż mniej niż w przypadku baterii litowo-jonowych, to trwałość i niezależność od ładowania czynią te ogniwa unikalnymi.
Zastosowania. Energia przyszłości
Technologia betawoltaiczna może znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie dostęp do ładowania jest ograniczony:
- Urządzenia medyczne (np. rozruszniki serca),
- Technologie kosmiczne,
- Czujniki przemysłowe i wojskowe,
- Zasilanie mikroelektroniki w odległych lokalizacjach.
Co dalej?
Naukowcy planują dalsze prace nad optymalizacją kształtu emitera promieniowania, ulepszeniem pochłaniaczy promieni beta i zwiększeniem wydajności konwersji energii, by dorównać technologiom Li-ion przy zachowaniu ekstremalnej trwałości.
Akumulatory betawoltaiczne z radiowęgla to więcej niż ciekawostka technologiczna. To realna wizja przyszłości, w której zasilanie nie wymaga ładowania, a energia pochodzi z odzyskanych odpadów jądrowych. Jeśli technologia wejdzie do masowej produkcji, może zrewolucjonizować sposób, w jaki korzystamy z energii – na zawsze.
Komentarze (0)