MY.UAНовини
Вчені створили акумулятор, який ніколи не потребує зарядки
Вчені створили акумулятор, який ніколи не потребує зарядки

Вчені створили акумулятор, який ніколи не потребує зарядки

Уявіть, що ваш телефон ніколи не потрібно заряджати, а кардіостимулятор служить усе життя. Вчені розробляють крихітні ядерні батареї, що працюють на радіовуглеці — безпечному та поширеному побічному продукті ядерних електростанцій.

На відміну від літій-іонних батарей, які з часом деградують і шкодять довкіллю, нові розробки використовують бета-випромінювання для створення каскаду електронів і вироблення електроенергії. Останній прототип команди значно підвищив ефективність технології, і хоча ще залишаються виклики, одного дня ядерна енергія може стати такою ж доступною, як ваш кишеньковий гаджет.

Проблеми сучасних батарей

Раптово розряджені телефони та електромобілі, які не можуть доїхати до місця призначення, підкреслюють спільну проблему – обмеженість батарей. Більшість перезаряджуваних літій-іонних (Li-ion) батарей, що використовуються у телефонах, ноутбуках і транспорті, працюють лише кілька годин або днів між заряджаннями. З часом їхня ефективність знижується, що змушує користувачів заряджати їх частіше.

Щоб розв’язати цю проблему, дослідники вивчають новий підхід: ядерні батареї на основі радіовуглецю. Ці компактні та доступні батареї можуть забезпечувати безпечну та довговічну енергію протягом десятиліть без необхідності перезаряджання.

Представлення нового рішення

Су-Іль Ін, професор Інституту науки і технологій Тегу-Кьонбук, представить результати своєї команди на весняній конференції Американського хімічного товариства (ACS) 2025 року, яка відбудеться 23-27 березня. Подія включатиме близько 12 000 доповідей на різні наукові теми.

Маленька барвниково-сенсибілізована бета-вольтаїчна батарея

Ця батарея містить радіовуглець як на катоді, так і на аноді, що підвищує її ефективність перетворення енергії.

Екологічні та технологічні обмеження

Часте перезаряджання не лише незручне, а й обмежує ефективність таких технологій, як дрони чи віддалені сенсори, які потребують стабільного довготривалого живлення. Крім того, літій-іонні батареї мають значні екологічні недоліки: видобуток літію енергоємний, а неправильна утилізація може завдати шкоди екосистемам.

«Продуктивність літій-іонних батарей майже досягла своєї межі», – зазначає Ін, який досліджує майбутні енергетичні технології. Тому його команда працює над ядерними батареями як альтернативою літію.

Як працюють ядерні батареї

Ядерні батареї виробляють енергію, використовуючи високоенергетичні частинки, які випромінюються радіоактивними матеріалами. Не всі радіоактивні елементи є шкідливими для організму, і деякі види випромінювання можна легко екранувати. Наприклад, бета-частинки (або бета-промені) можна блокувати тонким шаром алюмінію, що робить бета-вольтаїку потенційно безпечним варіантом для ядерних батарей.

Дослідники створили прототип бета-вольтаїчної батареї з використанням ізотопу вуглецю-14, відомого як радіовуглець. «Я вирішив використовувати радіоактивний ізотоп вуглецю, оскільки він випромінює лише бета-промені», – пояснює Ін. Крім того, радіовуглець є побічним продуктом ядерних електростанцій, його легко добути та переробити. А оскільки він розпадається дуже повільно, така батарея може працювати тисячоліттями.

Створення ефективнішої бета-вольтаїчної батареї

У типовій бета-вольтаїчній батареї електрони вдаряються об напівпровідник, що спричиняє утворення електроенергії. Напівпровідники відіграють критичну роль у процесі перетворення енергії, тому вчені активно шукають нові матеріали, які покращать ефективність батарей.

Щоб суттєво підвищити коефіцієнт перетворення енергії, команда використала напівпровідник на основі діоксиду титану (TiO₂), який часто застосовується в сонячних батареях, та барвник на основі рутенію. Вони зміцнили зв’язок між TiO₂ та барвником за допомогою обробки лимонною кислотою. Коли бета-промені з радіовуглецю взаємодіють із рутенієвим барвником, відбувається каскадна передача електронів – так званий «електронний лавинний ефект». Потім електрони передаються через барвник у TiO₂, який ефективно їх збирає.

Інновація з подвійним електродом

Нова батарея містить радіовуглець і в аноді, і в катоді. Обробка обох електродів радіоактивним ізотопом збільшила кількість вироблених бета-променів та зменшила втрати енергії між структурами.

Під час тестування прототипу команда виявила, що бета-промені, випромінювані радіовуглецем в обох електродах, активували рутенієвий барвник на аноді, створюючи електронний лавинний ефект. Отримані електрони збиралися шаром TiO₂ і передавалися через зовнішню електричну схему, генеруючи струм. У порівнянні з попереднім дизайном (де радіовуглець був лише на катоді), нова батарея продемонструвала значно вищу ефективність перетворення енергії — від 0,48% до 2,86%.

Довгострокові перспективи та застосування

Ін вважає, що такі ядерні батареї можуть знайти широке застосування. Наприклад, кардіостимулятори можуть працювати все життя, усуваючи потребу в хірургічній заміні.

Проте на сьогодні бета-вольтаїчний дизайн перетворює лише невелику частину радіоактивного розпаду на електроенергію, що робить його менш потужним, ніж звичайні літій-іонні батареї. Ін вважає, що подальше вдосконалення форми випромінювача бета-променів та розробка більш ефективних поглиначів допоможуть покращити продуктивність батареї.

Переосмислення ядерної енергії

Зі зростанням екологічних проблем ставлення до ядерної енергетики змінюється. Вона вже не сприймається лише як енергія великих електростанцій. Завдяки новій технології барвниково-сенсибілізованих бета-вольтаїчних батарей Ін стверджує: «Ми можемо розмістити безпечну ядерну енергію у пристроях розміром із палець.»

Дослідження фінансувалося Національним фондом досліджень Кореї та Інститутом науки і технологій Тегу-Кьонбук за підтримки Міністерства науки, інформації та комунікаційних технологій Кореї.

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Лауреаты премии «Золотая Дзига»
Кино-Театр
2025-09-14T05:03:05Z
Украинская пара поссорилась на свадьбе: мужчина швырнул торт, а невеста сбежала
Фокус
2025-09-14T04:06:38Z
Съемки "Горца" перенесены из-за травмы Генри Кавилла
GameMag
2025-09-13T22:01:13Z
Опыт многолетней близости: российский певец пожаловался на свою мать
GlavRed
2025-09-13T20:36:43Z
В Киеве прошел второй День дебютного кино с Украинской Киношколой
Telegraf
2025-09-13T20:18:58Z
Названы победители кинопремии Золотая дзига
Корреспондент
2025-09-13T20:00:36Z
"Тембр важнее политики": Алла Кудлай защитила Каменских после скандала с языком
Знай
2025-09-13T17:51:46Z
"Пусть спокойно живет": Седокова опозорилась ответом о самоубийстве бывшего мужа
GlavRed
2025-09-13T17:39:28Z
Почему именно сейчас появилось интервью Пугачевой: к чему уже готовят украинцев
Comments UA
2025-09-13T16:09:34Z
Взрывы под Киевом повредили железнодорожную инфраструктуру: изменены маршруты поездов, часть рейсов отменена
Новости Украины
2025-09-14T05:33:03Z
Доллар будет раскачиваться: как изменится курс к концу 2025 года
Знай
2025-09-14T05:06:32Z
Дроны атаковали нефтеперерабатывающий завод в Ленинградской области
Gazeta UA
2025-09-14T05:00:33Z
15 тысяч за отопление: эксперт раскрыл схему обогащения чиновников на коммуналке
Хвиля
2025-09-14T04:30:51Z
Дроны ударили по одному из крупнейших НПЗ в России: яркие взрывы озарили небо
Telegraf
2025-09-14T04:18:22Z
Дата получения пенсии приходится на выходной: когда ждать выплату
ZN UA
2025-09-14T03:42:34Z
Дефицит продуктов в Полтавской области: стало известно, о какой проблеме рассказали украинцам
Политека
2025-09-14T02:30:58Z
Новые правила выдачи пенсий: "Укрпочта" предупредила об изменениях
Знай
2025-09-13T20:12:29Z
Пока украинцы донатят последние копейки на ВСУ, налоговик из Черкасс Александр Кужим покупает люксовое авто
Знай
2025-09-13T19:51:09Z
В Польше призвали отказаться от гарантий безопасности для Украины
Comments UA
2025-09-14T06:06:21Z
Россиянам закрывают двери в Европу: ЕС готовит жесткие визовые фильтры
Новости Украины
2025-09-14T05:57:24Z
В США республиканец подверг резкой критике Трампа за заявления о войне в Украине
Comments UA
2025-09-14T05:51:36Z
Жил с трансгендером, связанным с ФБР: всплыли неожиданные детали об убийце Чарли Кирка
Telegraf
2025-09-14T05:45:59Z
Axios: Рубио обсудит с Нетаньяху возможную аннексию Западного берега
Лига
2025-09-14T05:24:02Z
Грэм нашел новый путь ускорить принятие законопроекта об антироссийских санкциях в Конгрессе США — Politico
ZN UA
2025-09-14T05:12:44Z
В США заявили о возможности закончить войну в Украине уже завтра: как это возможно
Comments UA
2025-09-14T05:00:16Z
Келлог назвал страну, которая может остановить войну в Украине
TSN
2025-09-14T04:51:30Z
В США сделали новое заявление об атаке по Польше российскими дронами
Comments UA
2025-09-14T04:45:15Z
Атака дронов: в Ленинградской области горит НПЗ
Корреспондент
2025-09-14T06:06:45Z
В Мадриде прогремел мощный взрыв: 25 пострадавших
Корреспондент
2025-09-14T05:42:24Z
Россия содрогалась от взрывов: горел нефтеперерабатывающий завод и взорвана железная дорога
Comments UA
2025-09-14T05:21:29Z
Взрыв на Киевщине: стало известно о пострадавших
Новости Украины
2025-09-14T05:00:32Z
В Киевской области в результате чрезвычайного происшествия повреждена железная дорога, в КОВА рассказали, что произошло с пассажирами
ZN UA
2025-09-14T04:42:35Z
Взрывы в Киевской области: стала известна причина
Comments UA
2025-09-14T04:06:13Z
Светофор пропал, а машины едут: что делать водителю на перекрестке без сигналов
Знай
2025-09-14T03:51:28Z
В Киевской области прогремели мощные взрывы: возможна диверсия
TSN
2025-09-14T01:06:25Z
В Днепре прогремел взрыв: на город летела баллистика
UAToday
2025-09-14T00:30:59Z
Какой завтра, 15 сентября, праздник — все об этом дне, какой церковный праздник, что нельзя делать
TSN
2025-09-14T06:06:20Z
Украинским беженцам в Польше сократили выплаты: Сейм принял соответствующий закон
ZN UA
2025-09-14T05:48:53Z
Грубое нарушение закона: кого ТЦК не могут направлять на ВВК
Знай
2025-09-14T05:36:34Z
Миллионный кредит жены налоговика Николая Чмерука: долги не гасятся, а семья живёт в элитных домах и катается на джипах
Знай
2025-09-14T05:21:55Z
Пять обязательных запретов: чего нельзя делать в народный праздник 14 сентября
UAToday
2025-09-14T05:03:35Z
Удачный день для далекой поездки: о чем стоит помнить сегодня
Gazeta UA
2025-09-14T04:48:26Z
Школы перейдут на новую систему обучения: к каким изменениям готовиться детям
Знай
2025-09-14T04:21:55Z
По 43 тыс. грн на семью: украинцам выплатят новую помощь - как получить
Знай
2025-09-14T04:06:51Z
14 сентября: церковный праздник сегодня, что нельзя одалживать из дома на Воздвижение
UAToday
2025-09-14T04:00:17Z
Кричите и ругайтесь: эксперт по ментальному здоровью удивил, как бороться со стрессом во время войны
TSN
2025-09-14T05:03:04Z
5 специй и трав, которые превратят ваш чай в эликсир здоровья
Знай
2025-09-14T04:51:20Z
Магнитная буря 14 сентября: метеозависимых людей предупредили об опасности
TSN
2025-09-14T04:03:08Z
Не только потеря памяти: пять неочевидных признаков деменции, которые следует знать каждому
TSN
2025-09-14T03:51:42Z
Одна из стран ЕС отказалась предоставлять медуслуги украинским беженцам
Знай
2025-09-14T03:06:50Z
Опасная болезнь: почему нужно вакцинироваться против кори
ZN UA
2025-09-13T22:24:04Z
Как уменьшить стресс из-за войны: эксперт по ментальному здоровью дал советы, которые помогут каждому
TSN
2025-09-13T15:06:49Z
12 растений, которые категорически нельзя обрезать осенью: советы садоводов
TSN
2025-09-13T14:51:52Z
Витамины на осень: как подготовить свое здоровье к смене сезона
UAToday
2025-09-13T12:06:30Z
Почему режим "L" спасет трансмиссию автомобиля: эксперты назвали причину
UAToday
2025-09-13T11:03:01Z
Почему режим "L" спасет трансмиссию автомобиля: эксперты назвали причину
Gazeta UA
2025-09-13T02:24:22Z
Штрафа не будет: какой обязательный аксессуар водители могут не показывать полиции
Знай
2025-09-12T17:51:12Z
Автомеханик посоветовал отказаться от покупки пяти популярных авто
Gazeta UA
2025-09-12T15:42:10Z
На що здатен 4-тонний український дрон Bufalo з ШІ й дизельним двигуном
Фокус
2025-09-12T15:00:59Z
Заменит VW ID.4: появилась первая информация про новый Volkswagen Tiguan 2026
Фокус
2025-09-12T13:00:21Z
Знаменитый недорогой Ford вернется на рынок в новом формате
Фокус
2025-09-12T11:51:32Z
Как водители с опытом избегают ДТП ночью — 10 важных советов
UAToday
2025-09-12T11:06:07Z
Проездят недолго: эксперт по ремонту назвал авто, которые ломаются при небольшом пробеге
Фокус
2025-09-12T10:00:22Z
Генштаб оценил изменения на фронте
Корреспондент
2025-09-14T06:06:36Z
Армия РФ продолжает использовать газопровод в Купянске: ISW объяснил цель врага
TSN
2025-09-14T06:06:08Z
Что известно об уничтоженных оккупантах: обновили информацию
Gazeta UA
2025-09-14T04:48:23Z
Потери РФ на фронте бьют рекорды: Генштаб обновил данные
TSN
2025-09-14T04:18:29Z
Чрезвычайная ситуация под Киевом и удар по россиянам в Крыму: главные новости ночи 14 сентября 2025 года
TSN
2025-09-14T03:51:45Z
Синоптики предупредили о сильных порывах ветра в западных областях
Gazeta UA
2025-09-14T03:45:30Z
Хронология войны — день 1299: бои в Донецкой области и взрывы под Киевом
Telegraf
2025-09-13T21:03:31Z
Гороскоп на 14 сентября: избегайте поспешных решений, особенно финансовых
Новости Украины
2025-09-13T20:30:32Z
Ситуация на фронте на вечер 13 сентября 2025 года
UAToday
2025-09-13T19:54:33Z
Травма поколения Z: как война формирует мировоззрение и социальные навыки подростков и молодежи
ZN UA
2025-09-14T05:33:00Z
Гороскоп на сегодня 14 сентября: финансы тельцов, чувствительность раков и невнимательность стрелков
Знай
2025-09-14T01:33:46Z
Сочный секрет: курица с булгуром, от которой нельзя оторваться, рецепт, с которым и котенок справиться
Знай
2025-09-13T20:51:54Z
Желейный торт на бисквитной основе: настоящая нежность и наслаждение
Знай
2025-09-13T18:51:53Z
Морковь останется жесткой вплоть до весны: как правильно хранить овощ
TSN
2025-09-13T17:18:49Z
Астрологи назвали три знака зодиака, которые всегда оберегают своих любимых: с ними, как за каменной стеной
TSN
2025-09-13T16:06:42Z
Гороскоп на 14 сентября 2025 года по картам Таро для всех знаков зодиака
UAToday
2025-09-13T15:27:54Z
Куда девать опавшие листья осенью: превратите его в ценное удобрение
TSN
2025-09-13T13:06:46Z
Шикарно и недорого: почему пассажиры меняют авиаперелеты на трансатлантический круиз
Фокус
2025-09-13T12:57:46Z
Какой стакан наполнится первым: тест на логический интеллект, который проходит всего 1%
Comments UA
2025-09-14T03:57:41Z
Squadron 42 от создателей Star Citizen все же может не выйти в 2026 году
GameMag
2025-09-13T22:01:58Z
Ученые удивили, узнав запах египетских мумий
TSN
2025-09-13T19:21:17Z
Продажи Clair Obscur: Expedition 33 перевалили за 4,4 миллиона копий
GameMag
2025-09-13T18:57:32Z
Инсайдер: Все современные игры серии Resident Evil выйдут на Nintendo Switch 2
GameMag
2025-09-13T18:57:28Z
Названа цена Metroid Prime 4: Beyond для Nintendo Switch и Nintendo Switch 2
GameMag
2025-09-13T18:57:25Z
В Украине будут массово отключать мобильный интернет: специалисты назвали причину
UAToday
2025-09-13T18:54:31Z
Британский ученый доказал, что человечество живет в виртуальном мире
UAToday
2025-09-13T18:54:01Z
Реальне споживання сталі в ЄС у І кварталі впало на 5,5% р./р. – EUROFER
AgroNews
2025-09-13T18:30:25Z
Кроуфорд побил Канело в бою столетия
Telegraf
2025-09-14T06:06:56Z
"Динамо" добыло одну из самых громких побед в истории
Gazeta UA
2025-09-14T05:24:23Z
Богачук потерпел неожиданное поражение от Адамса
Корреспондент
2025-09-14T04:45:50Z
Наполи одолел Фиорентину на выезде не без дебютного гола Хойлунда
Корреспондент
2025-09-14T04:30:24Z
Челси отыгрался, однако победу над Брентфордом удержать не удалось
Корреспондент
2025-09-14T04:24:21Z
Шовковский отреагировал на акцию фанатов, направленную против нового игрока
Корреспондент
2025-09-14T04:15:51Z
Известный украинский боксер проиграл "Пушке"
Telegraf
2025-09-14T01:42:18Z
Богачук - Адамс: онлайн-трансляция боя
Telegraf
2025-09-13T23:00:04Z
Гасперини говорит о личном росте Довбика, который необходим для игры
Корреспондент
2025-09-13T19:36:15Z