Naučnici sa DGIST-a stvorili prvu praktičnu sledeću generaciju betavoltaične ćelije koristeći ugljenik-14 i perovskit
Naučnici su postigli veliki proboj kreiranjem prve svetske sledeće generacije betavoltaične ćelije. Ova napredna energetska ćelija je napravljena direktnim povezivanjem elektrode radioaktivnog izotopa sa perovskit apsorber slojem, savremenim materijalom poznatim po svojoj efikasnosti.
Unapređenja za bolje performanse
Da bi poboljšali radne karakteristike, tim je ugradio kvantne tačke bazirane na ugljeniku-14 u elektrodu i unapredio strukturu perovskitnog sloja. Ove inovacije dovele su do veoma stabilnog izvora napajanja i impresivne energetske konverzije.
Objavljeno u prestižnom časopisu
Rezultati ovog istraživanja objavljeni su u časopisu Chemical Communications, a vodio ih je profesor Su-Il In sa Katedre za energetske nauke i inženjerstvo na DGIST-u (rektor Kunvo Li).
Primena nove tehnologije
Ovaj novorazvijeni izvor energije obezbeđuje stabilan i dugoročan napajanje bez potrebe za punjenjem, što ga čini obećavajućim rešenjem za oblasti koje zahtevaju dugoročnu energetsku autonomiju, kao što su svemirska istraživanja, implantabilni medicinski uređaji i vojne primene.
Potreba za inovacijama u napajanju
Kako se minijaturizacija i preciznost elektronskih uređaja brzo ubrzavaju, raste i potražnja za inovativnim tehnologijama napajanja koje minimalizuju potrebu za čestim punjenjem. Međutim, trenutne glavne baterije, uključujući one na bazi litijuma i nikla, imaju kratak vek trajanja i osetljive su na toplotu i vlagu, što ograničava njihovu pouzdanost u ekstremnim uslovima.
Betavoltaične ćelije, sposobne da obezbede stabilnu energiju godinama, pa čak i decenijama, postaju jača alternativa.
Betavoltaične ćelije: dugoročne, bezbedne i nedovoljno korišćene
Betavoltaične ćelije proizvode električnu energiju hvatanjem beta čestica koje se emituju tokom prirodnog radioaktivnog raspada. Teoretski, mogu raditi decenijama bez održavanja. Beta čestice imaju i odlične biološke bezbednosne prednosti, jer ne mogu prodreti kroz ljudsku kožu.
Međutim, praktični napredak je bio ograničen zbog izazova u rukovanju radioaktivnim materijalima i obezbeđivanja stabilnosti materijala.
Hibridna kvantna betavoltaična ćelija
Da bi prevazišli ove izazove, profesor In i njegov tim razvili su hibridnu kvantnu betavoltaičnu ćeliju kombinacijom elektrode bazirane na izotopu ugljenika-14 sa veoma efikasnim perovskitnim apsorber slojem.
Značajno su poboljšali svojstva transporta naelektrisanja preciznim kontrolisanjem kristalne strukture perovskita korišćenjem dodataka kao što su metilamonijum hlorid (MACl) i cecijum hlorid (CsCl).
Impresivni rezultati
Kao rezultat, razvijena betavoltaična ćelija postigla je oko 56.000 puta veću pokretljivost elektrona u poređenju sa konvencionalnim sistemima. Ostvarila je stabilan izlazni napon tokom devet sati kontinuiranog rada, pokazujući izuzetne performanse.
Izjave vodećih istraživača
Profesor Su-Il In izjavio je: „Ovo istraživanje predstavlja prvu svetsku demonstraciju praktične primenljivosti betavoltaičnih ćelija. Planiramo da ubrzamo komercijalizaciju tehnologija napajanja sledeće generacije za ekstremne uslove i nastavimo dalje sa minijaturizacijom i prenosom tehnologije.“
Doktorski student Junho Li, koautor rada, dodao je: „Iako ovaj rad nosi svakodnevne izazove koji često izgledaju nemogući, pokreće nas snažni osećaj misije, svesni da je budućnost naše zemlje tesno povezana sa energetskom bezbednošću.“
