|
06.05.2025 Мініатюрне ядерне джерело енергії може працювати десятиліттями без підзарядки | |
 В умовах, де заміна батарей неможлива, а стабільність енергопостачання є критичною, традиційні джерела живлення втрачають свою актуальність. Нове покоління радіоізотопних джерел енергії, створене південнокорейськими вченими, обіцяє кардинально змінити підхід до живлення техніки у віддалених або автономних системах. Інженери з Інституту науки та технологій Тегу Кенбук (DGIST) представили бета-вольтаїчний елемент нового покоління, який не потребує підзарядки та здатний стабільно генерувати електрику протягом десятиліть. Це стало можливим завдяки об'єднанню двох передових технологій: радіоактивних квантових точок на основі ізотопу вуглецю-14 та високоефективного перовскітного поглинача. Як працює бета-вольтаїчна комірка?Бета-вольтаїчні елементи - це особливий клас джерел живлення, які перетворюють енергію бета-розпаду радіоактивних ізотопів безпосередньо на електрику. На відміну від традиційних ядерних джерел, що використовують тепло (як, наприклад, у радіоізотопних термоелектричних генераторах), ці пристрої працюють на принципі прямої конверсії енергії бета-частин (електронів), що викидаються в процесі розпаду радіоактивного.Коли бета-частинки стикаються з напівпровідниковим матеріалом, вони збуджують у ньому електронно-діркові пари. Ці заряджені частинки поділяються вбудованим електричним полем, утворюючи електричний струм. Головною проблемою раніше було забезпечення високої ефективності перетворення енергії, стійкості до радіаційного руйнування та тривалої стабільності вихідної потужності. Прорив DGIST: квантові точки та перовскітиПівденнокорейські вчені вирішили використати радіоактивний ізотоп вуглецю-14 (C-14), вбудувавши його в структуру квантових точок - наночастинок з контрольованими електронними властивостями. Ці квантові точки грають роль джерела бета-випромінювання, а невід'ємно з'єднаний з ними перовскітний напівпровідник виступає в ролі поглинача енергії частинок і перетворювача на електрику.Перовскіти, що вже широко відомі по застосуванню в сонячних батареях, відрізняються високою рухливістю зарядів, легкістю виробництва та можливістю налаштування властивостей. У цьому проекті вчені використовували хлорні добавки, щоб підвищити кристалічність перовскіту, зменшити кількість дефектів і тим самим забезпечити стійку та ефективну роботу протягом тривалого часу. Результат виявився вражаючим: рухливість електронів збільшилася в 56 000 разів, а елемент продемонстрував стабільну вихідну потужність протягом дев'яти годин безперервної роботи – перший крок до демонстрації практичної придатності такого осередку. Потенціал та перспективиБета-вольтаїчні джерела енергії з ізотопом C-14 абсолютно безпечні при грамотній герметизації, мають низький рівень випромінювання і можуть працювати десятки років без обслуговування. У порівнянні з літієвими та нікелевими акумуляторами, вони не бояться перегріву, вологи чи екстремального холоду.Це робить їх ідеальними для використання у таких сценаріях, як:
Схожі матеріали: | |
|
| Всього коментарів: 0 | |
|
СВІЖІ ПУБЛІКАЦІЇ
|
|
|