Cercetătorii au dezvoltat prima celulă betavoltaică pe bază de perovskit

O echipă de cercetare condusă de profesorul Su-Il In din cadrul Departamentului de Știința și Ingineria Energiei de la DGIST (Coreea de Sud) a dezvoltat prima celulă betavoltaică de nouă generație din lume, conectând direct un electrod cu izotop radioactiv la un strat absorbant de perovskit.

Prin încorporarea de puncte cuantice bazate pe carbon-14 în electrod și îmbunătățirea gradului de cristalinitate al stratului absorbant de perovskit, echipa a obținut atât o putere stabilă, cât și o eficiență ridicată de conversie a energiei.

• Vaccinul antigripal universal, tot mai aproape de realitate
• Misiunea DART dezvăluie că asteroizii aruncă „bulgări de zăpadă cosmici” unii în alții

Noua tehnologie oferă o sursă de energie stabilă și de lungă durată, fără a necesita reîncărcare, ceea ce o face o soluție energetică promițătoare pentru domenii care necesită autonomie energetică pe termen lung, cum ar fi explorarea spațială, dispozitivele medicale implantabile și aplicațiile militare, scrie EurekAlert.

Pe măsură ce miniaturizarea și precizia dispozitivelor electronice avansează rapid, cererea pentru tehnologii inovatoare de alimentare care reduc nevoia de reîncărcare frecventă este tot mai mare.

Cu toate acestea, bateriile actuale, inclusiv cele pe bază de litiu sau nichel, au o durată de viață scurtă și sunt vulnerabile la căldură și umiditate, ceea ce le limitează fiabilitatea în medii extreme. Tehnologia celulelor betavoltaice, capabilă să furnizeze energie stabilă timp de ani sau chiar decenii, devine o alternativă puternică.

O putere stabilă și o eficiență ridicată de conversie a energiei

Celulele betavoltaice generează electricitate prin captarea particulelor beta emise în timpul descompunerii radioactive naturale. În teorie, pot funcționa decenii fără întreținere.

De asemenea, particulele beta oferă avantaje importante de siguranță biologică, deoarece nu pot penetra pielea umană. Cu toate acestea, progresul practic a fost limitat din cauza dificultăților de manipulare a materialelor radioactive și a asigurării stabilității materialelor.

Pentru a depăși aceste provocări, echipa a dezvoltat o celulă betavoltaică cuantică hibridă, combinând un electrod cu izotop pe bază de carbon-14 cu un strat absorbant de perovskit de înaltă eficiență. Ei au îmbunătățit dramatic proprietățile de transport al sarcinii prin controlul precis al structurii cristaline a perovskitului, utilizând aditivi precum clorura de metilamoniu (MACl) și clorura de cesiu (CsCl).

Prima demonstrație practică a viabilității celulelor betavoltaice

Ca rezultat, celula betavoltaică dezvoltată a obținut o creștere de aproximativ 56.000 de ori a mobilității electronilor față de sistemele convenționale. A menținut o ieșire de putere stabilă timp de până la nouă ore de funcționare continuă, demonstrând performanțe remarcabile.

„Această cercetare marchează prima demonstrație practică a viabilității celulelor betavoltaice. Plănuim să accelerăm comercializarea tehnologiilor energetice de nouă generație pentru medii extreme și să urmărim miniaturizarea suplimentară și transferul de tehnologie”, a explicat Profesorul Su-Il In.

Rezultatele au fost publicate în jurnalul Chemical Communications.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cercetătorii au creat celule solare tandem din perovskit cu o eficiență record

Celula solară perovskită depășește pentru prima dată pragul de 30 de ani pentru durata de viață

Perovskitul, minereul minune din care pot fi realizate celule solare care rezistă până la 10.000 de ore

Ce au folosit fizicienii pentru a dezvolta lasere mai puternice?