Перовскітова бетавольтаїчна клітина встановлює рекордну ефективність за рахунок використання джерела вуглецю-14
Інноваційні перовскітні бетавольтаїчні акумулятори: новий виток у галузі альтернативної енергетики
У сучасному світі, де потреба в безперебійному живленні постійно зростає, альтернативні джерела енергії набувають все більшої популярності. Новітнє досягнення в цій сфері представила Дослідницька група в DGIST, розробивши перовскітний самозабезпечуваний бетавольтаїчний акумулятор. За словами вчених, цей пристрій досягнув найвищої в світі ефективності енергійної конверсії для такого класу пристроїв, зберігаючи стабільність у довгостроковій перспективі.
Цей прорив запускає нові можливості для застосування акумуляторів у системах штучного інтелекту, інтернету речей чи обладнанні для космічних досліджень, особливо в умовах, де традиційні джерела живлення малодоступні або ненадійні. Під керівництвом професора Су Іль Ін, команда зосередилася на підвищенні ефективності ключового компоненту—поглинача випромінювання, що перетворює бета-частинки на енергію. Це дозволяє уникнути обмежень традиційних літій-іонних акумуляторів, таких як короткий термін служби та високий ризик загоряння.
Як працюють бетавольтаїчні акумулятори
Бетавольтаїчні акумулятори генерують енергію шляхом перетворення бета-частинок у заряджені частинки—електрони, які створюються під час радіоактивного розпаду. Це робить їх ідеальними для довгострокового постачання енергії без зовнішньої зарядки. Винахідники з DGIST використали наночастинки вуглецю-14 як джерело бета-випромінювання, доповнивши перовскітним напівпровідником для оптимальної взаємодії випромінювання з поглиначем.
Співпраця з професором Чонг Хьок Парком з Університету Йонsei дозволила застосувати інженерію добавок та ретельне управління антисольвентним процесом. Це призвело до вдосконаленої мікроструктури перовскітних плівок, де електрони можуть вільніше проходити без втрат.
Ефект лавини електронів: нове слово в технології
Вдосконалена мікроструктура дозволила досягнути ефекту лавини електронів, де одна бета-частинка провокує генерування до 400000 електронів. В результаті, акумулятор показав ефективність енергійної конверсії на рівні 10,79%, що значно перевищує попередній рекорд у 1,83% для бетавольтаїчних батарей на основі перовскітів.
Під час довготривалих тестів, що тривали понад 15 годин, пристрій не виявив жодних ознак деградації продуктивності. Це досягнення порівнюється з міжнародними зусиллями в цій галузі, що були опубліковані в Nature у 2024 році.
