Южнокорейские физики предложили эффективную альтернативу литиевым батарейкам

Фото из открытых источников

Физики из Южной Кореи представили инновационную технологию, открывающую новые перспективы в сфере автономных источников питания. По информации, опубликованной пресс-службой Американского химического общества (ACS), учёные разработали метод, позволяющий использовать нестабильные атомы углерода-14 для создания батареек, которые могут вырабатывать электроэнергию на протяжении десятилетий, оставаясь при этом безопасными для человека и окружающей среды. Об этом сообщает ТАСС.

Один из авторов исследования, профессор Института науки и технологий Тэгу Кенбук Ин Суиль, отметил, что потенциал традиционных литиевых батареек достиг своего предела, что послужило стимулом для поиска альтернативных решений. Радиоуглерод привлёк внимание учёных благодаря особенностям его бета-распада, в ходе которого образуются исключительно электроны, что делает процесс безопасным для живых организмов. Такой источник энергии может применяться, например, для питания кардиостимуляторов, работающих всю жизнь пациента, а также для различных имплантируемых устройств.

Идея создания бетавольтаических элементов питания не нова — исследования в этой области ведутся уже более полувека. Эти устройства функционируют за счёт захвата электронов, образующихся при бета-распаде нестабильных ядер, и их преобразования в электричество. Однако до сих пор КПД подобных батареек оставался крайне низким: они способны конвертировать в электрическую энергию менее 1% вырабатываемых бета-частиц, что серьёзно ограничивало их практическое применение.

Южнокорейским специалистам удалось существенно повысить эффективность этих источников питания благодаря новой архитектуре устройства. Учёные впервые применили технологию нанесения углерода-14 в форме квантовых точек и наночастиц не только на анод, но и на катод батареи. Дополнительно в конструкцию был введён специальный краситель на основе рутения, который способствует улучшению передачи заряда между полюсами и снижению потерь энергии.

Эти нововведения позволили исследователям увеличить коэффициент полезного действия батареек до 3%, что в несколько раз превышает показатели существующих аналогов. Подобный скачок в эффективности открывает широкие перспективы для применения бетавольтаических элементов не только в медицинской сфере, но и в автономных устройствах, а также в космической отрасли. Учёные планируют дальнейшую работу над совершенствованием технологии, чтобы расширить её применение в самых различных областях науки и техники.