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
Арктична тривога: тонкий лід може призвести до хаосу глобальних океанських течій
Portaltele
2025-03-31T20:49:02Z
Безкінечна енергія для авто і домівок: китайці хочуть побудувати гігантську космічну електростанцію
InternetUA
2025-03-31T20:42:06Z
Як виглядають українські політики в стилі аніме: соцмережі захопив новий чарівний тренд з ШІ
Telegraf
2025-03-31T20:12:37Z
Як пояснити іноземцям, що таке "Пташине молоко": українець у TikTok поділився кумедним відео
24tv
2025-03-31T19:57:34Z
Ноутбуки з NVIDIA RTX 5080 та 5090 доступні у магазинах від $2499 та $4299
ITC
2025-03-31T19:43:46Z
У кіберполіції розповіли про шахрайську схему з посиланнями нібито на сторінку «Електронних петицій»
InternetUA
2025-03-31T19:22:38Z
Найдешевші години для користування пральною машинкою: коли економити на електроенергії
24tv
2025-03-31T18:36:22Z
Amazon представив нову модель штучного інтелекту
Antikor
2025-03-31T18:03:20Z
П’ять причин, чому ваш новий смартфон працює не так швидко, як обіцяли
InternetUA
2025-03-31T17:57:21Z
Графік подачі води зʼявиться по всій Україні? Нардеп забив на сполох
ГЛАВКОМ NET
2025-03-31T21:18:34Z
1 квітня: яке сьогодні свято, традиції та заборони
ГЛАВКОМ NET
2025-03-31T21:07:28Z
Суд оголосив вирок коригувальниці, яка наводила ракети на Харків
InternetUA
2025-03-31T21:06:59Z
У Запорізькому ТЦК розповіли, де можуть служи ти обмежено придатні після мобілізації
Комсомольская правда
2025-03-31T20:48:00Z
Порушує Женевську конвенцію: Київ засудив призов українців на ТОТ до армії РФ
Факти ICTV
2025-03-31T20:12:46Z
Шведські розробники представили інноваційну систему перехоплювання ворожих дронів Kreuger 100
InternetUA
2025-03-31T19:51:24Z
Доведеться складати іспит: в Україні змінили правила заміни водійських посвідчень
Хвиля
2025-03-31T19:46:50Z
Білоруські митники затримали американця, який нелегально в’їхав із Литви в вантажному вагоні
Antikor
2025-03-31T19:36:19Z
Ескорт-агентство, яке продає жіночу цноту, назвало рекордну ціну і чому таке люблять зірки
24tv
2025-03-31T19:21:51Z
У Львові затримали двох підлітків із вибухівкою: що відомо
Фокус
2025-03-31T21:16:06Z
У «ДНР» внаслідок ДТП за участю мікроавтобуса і вантажівки загинули шість людей, а семеро зазнали поранень
Antikor
2025-03-31T20:57:01Z
Житель Житомира заявив про напад у ТЦК: поліція розпочала перевірку
Antikor
2025-03-31T20:27:32Z
Підозрілий пожежа спалює 17 нових Tesla в автосалоні у Римі
Топ Жир
2025-03-31T20:03:55Z
Бійка через російську музику у Києві: чи дійсно військовий є працівником ТЦК
24tv
2025-03-31T19:57:50Z
У Кривому Розі молодик підірвав на вулиці гранату посеред ночі
24tv
2025-03-31T19:21:59Z
Оголошено вирок росіянці, що закликала свого чоловіка “ґвалтувати українок”
1News
2025-03-31T18:27:08Z
У Миколаєві ТЦК затримав хлопців біля під’їзду разом із собакою: один з затриманих оголосив голодування
Antikor
2025-03-31T18:12:51Z
У Римі згорів магазин Tesla: знищено 17 автомобілів
ITC
2025-03-31T18:09:38Z
Скільки років вашому коту насправді? Як правильно порахувати
Telegraf
2025-03-31T21:33:57Z
Гороскоп на квітень 2025: один знак зодіаку набереться сміливості змінити своє життя
GlavRed
2025-03-31T21:28:27Z
Найгірші сторони людини за знаком зодіаку: які демони сидять у кожному з нас
GlavRed
2025-03-31T21:28:00Z
Її часто плутають з суфле: рецепт повітряної запіканки з сиру – не треба ні граму манки
24tv
2025-03-31T20:57:45Z
6 речей, які ніколи не можна класти в пральну машинку: будьте дуже обережними
24tv
2025-03-31T20:45:56Z
Жінки з цими іменами славляться своєю терплячістю: хто потрапив у перелік
Telegraf
2025-03-31T19:51:25Z
Притягнете нещастя: ось де в домі ніколи не можна залишати одяг
24tv
2025-03-31T19:42:16Z
Це не диво: швидкий обід чи вечеря з котлетками за 30 хвилин – підказка талановитого Ектора
24tv
2025-03-31T19:36:45Z
Беремо вафлі і готуємо найлінивіший пиріг: нічого не потрібно місити і розкочувати
Telegraf
2025-03-31T19:36:42Z
Лаціо — Торіно 1:1 Відео голів та огляд матчу Серії А
Football.ua
2025-03-31T21:31:21Z
Сельта втратила очки з Лас-Пальмасом
Football.ua
2025-03-31T21:01:07Z
Лаціо втратив перемогу над Торіно під завісу зустрічі
Football.ua
2025-03-31T20:42:35Z
Ермосо воліє залишитися в Баєрі після оренди, а не повертатися до Роми
Football.ua
2025-03-31T20:25:04Z
Реал може купити Бруну Фернандеша
Football.ua
2025-03-31T19:51:29Z
Голанд пропустить більшість фінальної частини сезону через травму
Football.ua
2025-03-31T19:46:57Z
Сане готовий піти на зменшення зарплати заради Баварії — Арсенал слідкує за ситуацією
Football.ua
2025-03-31T19:22:01Z
Бондар: Захисники збірної України непогано зіграли з бельгійцями у матчі-відповіді
Football.ua
2025-03-31T19:16:46Z
Де Усик може готуватись до бою за "абсолют": у команді чемпіона назвали місце
24tv
2025-03-31T19:13:33Z
Проєкт "Торгівля": Bihus розкрив деталі схеми Комарницького з "розпилу" землі у Києві
Фокус
2025-03-31T21:10:15Z
"Бив жінку по голові": у ТЦК розкрили важливу інформацію щодо інциденту у Києві
Фокус
2025-03-31T21:07:13Z
Ситуація в Торецьку загострюється, Росія впритул наближається до позицій ЗСУ, – DeepState
24tv
2025-03-31T21:03:53Z
Карта бойових дій в Україні станом на 1 квітня 2025 року
ГЛАВКОМ NET
2025-03-31T21:03:08Z
Росіяни намагаються штурмувати на Бєлгородщині: чи є у них успіхи
Telegraf
2025-03-31T20:51:31Z
На Харківщині FPV-дрони знищили один із найсучасніших танків РФ
ГЛАВКОМ NET
2025-03-31T20:39:10Z
"Представники влади ДНР" розробили спосіб забезпечення маріупольців житлом: планується використовувати "відібрані" квартири
Antikor
2025-03-31T20:33:16Z
Чи зможе Україна відбити новий наступ Росії на фронті: названо важливий нюанс
GlavRed
2025-03-31T20:27:57Z
РФ хоче запускати одночасно по Україні 500 "Шахедів": коли чекати навалу дронів
GlavRed
2025-03-31T20:27:49Z
Україна й українці ніколи не пробачать РФ війни та злочинів, - Зеленський
Antikor
2025-03-31T21:36:38Z
Трампу байдуже, чи підвищують автовиробники ціни через мита
Топ Жир
2025-03-31T21:36:06Z
Трамп незадоволений заявами обох сторін війни в Україні – Білий дім
Antikor
2025-03-31T21:28:42Z
Духовний радник Трампа: українські військові просять у США зброю, а не гроші
Европейская правда
2025-03-31T21:27:15Z
Суди США вивчають юридичний статус DOGE Ілона Маска
Хвиля
2025-03-31T21:24:00Z
Британія, Франція та Україна планують зустріч у Києві: будуть говорити про гарантії безпеки
Telegraf
2025-03-31T21:07:44Z
Суд виніс вирок російській хабалці, яка заохочувала чоловіка-військового ґвалтувати українських жінок
Украина Криминальная
2025-03-31T21:07:40Z
Хронологія війни — день 1133: бої у Бєлгородській області та на Покровському напрямку
Telegraf
2025-03-31T21:00:01Z
Україна та США обговорили нову пропозицію щодо надр: Київ запропонував зобов’язання США інвестувати
Antikor
2025-03-31T20:45:20Z
"Я буду здивований": Кондратюк оцінив шанси Ziferblat на перемогу на Євробаченні
GlavRed
2025-03-31T21:27:34Z
Така ж напруга і динаміка: 4 цікаві серіали для тих, хто фанатіє від "Гри престолів"
24tv
2025-03-31T21:03:37Z
Лілі Філліпс розповіла, чому вона ридала після згадки про секс зі 101 чоловіком за день
24tv
2025-03-31T20:57:10Z
Подольська публічно розповіла про розрив із путіністом Пресняковим - деталі
GlavRed
2025-03-31T20:27:44Z
Акторка Леся Самаєва поділилася досвідом пережитих домагань у шкільні роки та закликала дівчат говорити про такі інциденти
Antikor
2025-03-31T19:57:48Z
Криваві та моторошні: 6 найкращих фільмів про вампірів, від яких мурашки по тілу
24tv
2025-03-31T19:30:37Z
Лідер популярного рок-гурту вступив до ЗСУ: "Коли повернусь - не знаю"
GlavRed
2025-03-31T19:27:55Z
"Стоїмо в молитвах": Овсієнко показалася на людях після свого зникнення
GlavRed
2025-03-31T19:27:08Z
«Бог цій людині дав усе, крім розуму…». Легендарний поет-пісняр назвав співака, який розчарував його найбільше
ГЛАВКОМ NET
2025-03-31T18:12:52Z
Позбудетесь хронічного болю у спині: чим особливий японський метод сну
Gazeta UA
2025-03-31T21:39:18Z
Погана новина для багатьох: названо найгіршу та найкращу позу для сну
GlavRed
2025-03-31T20:27:22Z
В Україні знизять ціни на ще понад 100 ліків
УкраинФорм
2025-03-31T20:18:36Z
Як зробити чудодійне добриво з яєчної шкарлупи: декілька простих кроків
GlavRed
2025-03-31T19:27:15Z
Безпечні морепродукти для алергіків: революція в харчуванні
360ua.news
2025-03-31T19:15:00Z
Популярна дієта може посилювати лібідо
24tv
2025-03-31T19:09:49Z
Харчові звички з СРСР, які заважають вам схуднути
24tv
2025-03-31T18:03:59Z
Здорове старіння починається у молодості
360ua.news
2025-03-31T18:03:39Z
Чистий прибуток “Фармаку” збільшився на 100 млн грн
360ua.news
2025-03-31T17:30:08Z
Індійська фірма обманювала Францію, постачаючи електрооптику в Росію, - розслідування
Antikor
2025-03-31T20:51:47Z
Українські облігації рекордно впали на тлі сумнівів у підписанні мирної угоди
Antikor
2025-03-31T20:43:04Z
Росія експортувала золота на 13,6 мільярда доларів у 2024 році, обійшовши ПАР і Гану
Antikor
2025-03-31T19:48:24Z
Ethereum переживає найгірший період за останні сім років
ITC
2025-03-31T19:43:16Z
Важливий сигнал: топові компанії змінили свої плани щодо чорного золота
24tv
2025-03-31T19:42:46Z
Укрзалізниця запевнила, що витоку даних через кібератаку не було
Комсомольская правда
2025-03-31T19:39:56Z
Подорожчання молочних продуктів у Дніпрі: експерти розповіли, до чого готуватися далі
Политека
2025-03-31T19:31:00Z
Чи Канаді дійсно потрібні інвестиції в BYD після тарифів Трампа, чи вже занадто пізно?
Топ Жир
2025-03-31T19:30:15Z
Пенсіонерам можуть виплачувати 11 000 гривень: які умови потрібно виконати
Знай
2025-03-31T19:13:47Z
Директор "А95" розповів про проблеми з продажем авто в сервісному центрі МВС
Antikor
2025-03-31T21:01:51Z
Новий електричний паркетник Mazda може нарешті створити проблеми для Model Y
Топ Жир
2025-03-31T20:45:21Z
Renault та Nissan закріплюють співпрацю, Nissan отримує нову модель Twingo
Топ Жир
2025-03-31T20:15:57Z
На аукціоні виставили Citroen ZX Rally 1990 року, стартова ціна до 525 тисяч євро
360ua.news
2025-03-31T18:39:02Z
54 000 гривень за чхання: водіїв попередили про дивні, але "круглі" штрафи
GlavRed
2025-03-31T18:27:38Z
Невідомий вкрав автомобіль BMW 850CSi за $61 тис
Топ Жир
2025-03-31T18:15:02Z
Fiat представляє фургони Scudo у виконанні S-Design
AutoCentre
2025-03-31T18:00:22Z
Лише Чотири Виробники Електромобілів Мають Прибуток, І Два З Них Можуть Вас Здивувати
Топ Жир
2025-03-31T17:45:52Z
Дзеркало заднього виду має приховану кнопку: про неї знають лише 5% водіїв
GlavRed
2025-03-31T17:27:19Z