Современные литий-ионные аккумуляторы, активно используемые в смартфонах и электрокарах, требуют регулярной зарядки и стремительно утрачивают свою эффективность при многократном применении. К тому же их производство и переработка наносят вред окружающей среде. Для решения этой проблемы учёные разрабатывают радиоуглеродные ядерные батареи, способные функционировать десятилетия без подзарядки.
Профессор Су-Иль Ин из Института науки и технологий Тэгу Генбук (Южная Корея) представил свои разработки на весеннем собрании Американского химического общества. Его исследовательская команда предложила альтернативу литий-ионным аккумуляторам — ядерные батареи, работающие на частицах, выделяемых радиоактивными веществами.
«Продуктивность литий-ионных батарей практически достигла максимума», — утверждает Ин, подчеркивая важность поиска инновационных решений.
Эти ядерные батареи основаны на углероде-14, радиоактивном изотопе углерода. Важное преимущество данного изотопа заключается в способности излучать лишь бета-лучи, которые эффективно блокируются обычной алюминиевой фольгой, делая такие устройства безопасными. Радиоактивный углерод является побочным продуктом работы атомных станций, что делает его доступным и экономически выгодным материалом.
В таких бетавольтаичных батареях после радиоактивного распада электроны взаимодействуют с полупроводниками, производя электричество. В своей работе команда Су-Иля Ина применила полупроводниковый материал на основе диоксида титана вместе с краской, содержащей рутений и усиленную лимонной кислотой. Эти меры позволили значительно увеличить эффективность преобразования энергии в батарее. Испытательные модели продемонстрировали увеличение коэффициента полезного действия с 0,48% до 2,86%.
Несмотря на то, что пока ядерные батареи уступают литий-ионным по производительности, продолжаются исследования, направленные на улучшение их характеристик.
«Ядерные батареи найдут своё место на рынке благодаря изменениям общественного восприятия атомной энергетики на фоне глобальных климатических перемен», — отметил Ин.
