Felejtsd el a töltők keresgélését! Ez az akkumulátor bétasugárzással biztosítja az energiát évtizedeken keresztül.

Dél-koreai tudósok a már korábban ismert bétavoltaikus jelenséget használták ki, hogy megalkossanak egy apró akkumulátor prototípust. Ez az innovatív eszköz soha nem igényel töltést, mégis folyamatosan biztosítja az energiát, így gyakorlatilag örökéletűnek tekinthető.

A bétavoltaikus hatás a radioaktív bomlás egyik különleges formáját, a bétasugárzást alkalmazza, amely lehetővé teszi, hogy bizonyos anyagokban áram keletkezzen. A koreai Daegu Gyeongbuk Tudományos és Technológiai Intézet szakemberei egy innovatív megoldást dolgoztak ki: egy festékkel érzékenyített bétavoltaikus cellát, amely ezen a jelenségen alapul. Ez az újfajta akkumulátor nemcsak a bétasugárzás energiáját hasznosítja, hanem a jövő energiatárolásának izgalmas lehetőségeit is kínálja.

A bétarészecskék megoldása során a napelemekben elterjedten alkalmazott titán-dioxid félvezetőbe ütköztetik őket. A félvezető fényérzékenységének és elektronvezető képességének javítása érdekében ruténium alapú festékkel látták el. Továbbá, citromsavas kezelést alkalmaztak, hogy erősítsék a titán-dioxid és a festék közötti kölcsönhatást. Amikor a C-14 béta sugarai találkoznak a kezelt felülettel, egy elektrontranszfer reakciók sorozata, más néven elektronlavina indul el. Ez a lavina áthalad a festékrétegen, míg a titán-dioxid hatékonyan begyűjti a keletkező elektronokat, amelyek egy külső áramkörön keresztül hasznosítható elektromos energiát termelnek.

Az új akkumulátorban a festékérzékeny anódra és katódra is került C-14. Azáltal, hogy mindkét elektródát radioaktív izotóppal kezelték, a kutatók növelték a generált bétasugarak mennyiségét, és csökkentették a bétasugárzás távolsággal összefüggő energiaveszteségét.

A szén-14 izotóp felezési ideje körülbelül 5730 év, ami azt jelenti, hogy ha van egy adott mennyiségű C-14 atom, akkor ennyi idő eltelte után is még csak a fele bomlott le más izotópokká. Tehát egy ilyen akkumulátor elméletileg csaknem hatezer év után is képes az eredeti teljesítmény 50 százalékát produkálni, bár ez hangsúlyozottan csak egy elméleti érték, valós alkalmazás esetén ez az idő sokkal rövidebb lenne, de még így is száz évekről lehet szó.

A prototípus akkumulátor teljesítménysűrűsége viszonylag alacsony, mindössze a zsebszámológép működéséhez szükséges energia körülbelül 0,4 százalékát tudja biztosítani. Ennek ellenére elegendő energiát képes generálni olyan orvosi eszközök, mint a szívritmus-szabályozók vagy távoli környezeti érzékelők üzemeltetéséhez. Emellett RFID-címkéket és mikrochipeket is elláthat energiával, valamint kondenzátorokat tölthet fel olyan alkalmazásokhoz, ahol hirtelen energiaigény lép fel.

Manapság már számtalan rendkívül alacsony energiafogyasztású technológia áll rendelkezésünkre, amelyekhez egy ilyen akkumulátor tökéletesen illeszkedik. Ráadásul a fejlesztések még mindig folyamatban vannak. További kutatások a bétasugárzást kibocsátó anyagok formájának optimalizálására, valamint hatékonyabb bétasugár-elnyelők kifejlesztésére irányulnak, amelyek jelentősen javíthatják az akkumulátor teljesítményét és fokozhatják az energiatermelés hatékonyságát.

A radioaktív sugárzás és a bomlás témája mindig is izgalmas és aggasztó kérdéseket vet fel a biztonság szempontjából. A tudósok azonban magabiztosan állítják, hogy a szén-14 alapú rendszerek kialakítása rendkívül biztonságos. A bétarészecskék, amelyeket a szén-14 bocsát ki, gyakorlatilag mindenütt jelen vannak, beleértve az emberi szervezetet is - emeli ki a New Atlas. Az ilyen típusú akkumulátorok védelme is egyszerű: elegendő egy vékony alufólia, hogy hatékonyan árnyékoljuk őket. A szilárd halmazállapotú, gyúlékony anyagoktól mentes kis nukleáris akkumulátorok nemcsak hogy biztonságosabb alternatívát kínálnak, hanem sokkal megbízhatóbbak is lehetnek a hagyományos lítium-ion akkumulátorokkal szemben, amelyek néha robbanásveszélyesek.

A szén-14 izotóp figyelemre méltó felezési ideje sok tudós fantáziáját megmozgatta. Nemrégiben például egy innovatív megoldással gyémántba zárt szén-14 izotópot használtak fel egy örökké működő akkumulátor prototípusának kifejlesztéséhez.