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
Нездорова фіксація на Зеленському та інші відхилення. Що журналістка року 2020 Діана Панченко втирає іноземцям про Україну
Детектор М
2025-04-21T15:01:03Z
Генерали генераторів, Волинь та Чернігівщина
Петр и Мазепа
2025-04-21T15:00:59Z
Оголошення смерті Папи Римського: у мережі з'явилося відео
24tv
2025-04-21T15:00:47Z
Британія кардинально збільшує виробництво 155-мм боєприпасів
InternetUA
2025-04-21T14:58:16Z
Смерть Папи Римського Франциска: що говорив понтифік в останньому зверненні про Україну
Gazeta UA
2025-04-21T14:57:54Z
Діти гинуть від ураження струмом на вагонах: голова «Укрзалізниці» звернувся до українців
ГЛАВКОМ NET
2025-04-21T14:57:24Z
Стипендія до 20 000 гривень курсантам підвищиться з 1 травня: хто зможе отримати
Факти ICTV
2025-04-21T14:52:34Z
Папа Римський після смерті опинився на обкладинці журналу Time
24tv
2025-04-21T14:48:02Z
Папі Франциску так і не вдалося примирити волю українців із "божою волею"
Лига
2025-04-21T14:45:28Z
Китайські науковці випробували неядерну водневу бомбу
ГЛАВКОМ NET
2025-04-20T19:57:49Z
Новий парламент Косова з четвертої спроби не зміг почати повноцінну роботу
Европейская правда
2025-04-21T15:01:34Z
Тиждень минув під знаком трагедії у Сумах та ідеї відплати за це росіянам. Зведення з інформаційної війни, 12–18 квітня 2025
Детектор М
2025-04-21T14:55:55Z
Трамп наказав приспустити прапори через смерть Папи Римського
Европейская правда
2025-04-21T14:54:18Z
У Росії українського військового засудили до 15 років за участь в Курській операції
УкраинФорм
2025-04-21T14:52:05Z
Боснійські перевізники протестують і погрожують блокадою кордонів
Европейская правда
2025-04-21T14:49:23Z
У Білому домі заперечують можливе звільнення Гегсета після нового скандалу із Signal
Европейская правда
2025-04-21T14:45:39Z
The Times: Росія збільшує атаки хімічною зброєю проти українських військових
УкраинФорм
2025-04-21T14:43:48Z
Чи приїде Трамп до Путіна на 9 травня: у Кремлі дали точну відповідь
Telegraf
2025-04-21T14:43:34Z
За пів року військовий госпіталь у Харкові розраховує зібрати ₴7 мільйонів на ремонт апарату КТ
УкраинФорм
2025-04-21T14:36:33Z
Як вивести жахливий запах з раковини: потрібно 10 секунд
24tv
2025-04-21T14:24:47Z
Україна закупила в Ізраїлю препарат від радіаційного опромінення на випадок ядерної загрози
УкраинФорм
2025-04-21T14:12:59Z
Все залежить від одного фактору: скільки часу можна зберігати яйця, аби не отруїтися
Telegraf
2025-04-21T13:33:12Z
Цей ранковий ритуал може зіпсувати ваш метаболізм
360ua.news
2025-04-21T13:03:55Z
Українська компанія підписала договір з ізраїльською фірмою для виготовлення ліків від променевої хвороби
ZN UA
2025-04-21T13:01:53Z
Підготовка до ядерної аварії: Україна закупила у Ізраїля препарат проти променевої хвороби
Фокус
2025-04-21T12:15:46Z
Найкращий чай для заспокоєння розладу шлунка: варто мати під рукою
24tv
2025-04-21T11:39:27Z
Найкорисніші продукти для мозку, які попереджують ризик появи інсульту та хвороби Альцгеймера
Gazeta UA
2025-04-21T11:15:31Z
Раян Куглер зніме нові «Секретні матеріали» з моторошними епізодами і Джилліан Андерсон на борту: «Готуємо щось для справжніх фанів»
ITC
2025-04-21T15:01:25Z
"Біля під'їзду чергує мікроавтобус": Єфремов відмовився виходити з дому
GlavRed
2025-04-21T14:57:32Z
Ада Роговцева вперше за довгий час показала фото з онуком-захисником та його родиною
24tv
2025-04-21T14:54:59Z
Кум Ірини Білик розкрив деталі її тяжкої хвороби
ГЛАВКОМ NET
2025-04-21T14:24:34Z
Відомий хітмейкер заборонив Повалій виконувати свої пісні
ГЛАВКОМ NET
2025-04-21T14:00:33Z
У Харкові відбудеться прем’єра новаторської опери-кабаре про Тараса Шевченка
УкраинФорм
2025-04-21T13:48:34Z
"Рідкісний випадок": Міша Кацурін розповів, у чому унікальність Dorofeeva
GlavRed
2025-04-21T13:27:02Z
Ведучий М1 Андрій Чорновол став багатодітним батьком
Комсомольская правда
2025-04-21T13:19:31Z
5 наймодніших суконь на літо: їх вже носять європейські модниці
24tv
2025-04-21T13:18:33Z
Відстрочка від мобілізації, зняття з розшуку та переправлення через держкордон за 13 000 доларів
Украина Криминальная
2025-04-21T14:57:25Z
Програміст Megogo намагався втекти за кордон за підробленими документами. Суд ухвалив вирок
ГЛАВКОМ NET
2025-04-21T14:51:05Z
Апеляційний суд залишив суворий вирок грабіжнику, який напав з ножем на дитину
ГЛАВКОМ NET
2025-04-21T14:48:23Z
На Львівщині позашляховик зіткнувся з вантажівкою, троє загиблих
УкраинФорм
2025-04-21T14:48:16Z
На Київщинв до 7 років ув’язнення засуджено чоловіка за вбивство знайомого
Украина Криминальная
2025-04-21T14:48:15Z
У Коростенському районі в ДТП, вчиненій нетверезою водійкою травми отримали двоє дітей
Украина Криминальная
2025-04-21T14:30:46Z
На Одещині зловмисники видали себе за військовослужбовців ТЦК та незаконно позбавили волі чоловіка
Украина Криминальная
2025-04-21T14:24:12Z
У Китаї дівчинка вижила після падіння з 25-го поверху
ГЛАВКОМ NET
2025-04-21T13:36:18Z
На Тернопільщині 19-річна породілля покинула новонародженого сина на вулиці - її знайшла поліція
УкраинФорм
2025-04-21T13:34:35Z
Приліт БпЛА за 10 хвилин до "перемир'я": скільки обстрілів Херсонщини було на Великдень
24tv
2025-04-21T14:54:07Z
Цього тижня в Україні переважно тепло й сухо, повітря прогріється до +26°
УкраинФорм
2025-04-21T14:48:52Z
У Києві відкрили пляжний сезон — люди "печуться" під 50-градусним сонцем
Telegraf
2025-04-21T14:39:01Z
Ціни на квартири у Харкові: вартість житла у деяких районах міста здивує покупців
Политека
2025-04-21T14:31:57Z
У Харкові відкрили третю підземну школу
Мій Харків
2025-04-21T14:24:40Z
Начальник харківського госпіталю: Основна проблема військових медиків - посттурнікетний синдром
УкраинФорм
2025-04-21T14:24:37Z
Спека до +25 по всій країні, але будуть і грози: прогноз погоди на 22 квітня
24tv
2025-04-21T14:21:06Z
Росіяни відступають із західних околиць Покровська - Трегубов
УкраинФорм
2025-04-21T14:12:14Z
Росія закриє декілька шахт на окупованому Донбасі через нерентабельність
ГЛАВКОМ NET
2025-04-21T14:12:05Z
Сміття краде гроші: 5 ознак, що ваш будинок блокує фінансову енергію
Знай
2025-04-21T14:51:47Z
Чому не росте кріп на городі: основні причини
GlavRed
2025-04-21T14:27:49Z
Узбекистан запроваджує "золоті візи"
iPress
2025-04-21T14:09:13Z
П’ять фішок відмінної пам’яті
ZN UA
2025-04-21T14:04:21Z
Китайська молодь все більше обирає готелі для постійного проживання
360ua.news
2025-04-21T14:03:11Z
Ніколи не робіть це на кухні: 4 помилки, яких слід уникати
24tv
2025-04-21T13:12:55Z
Броварня у Дніпрі запускає мистецьку лінійку пива
AgroPortal
2025-04-21T13:00:47Z
Скільки годин має спати собака: ветеринар дав несподівану відповідь
GlavRed
2025-04-21T12:27:19Z
Як захистити гараж від злому за допомогою звичайної локшини для басейну: практичний лайфхак
24tv
2025-04-21T12:18:13Z
Юні українські шахісти здобули нагороди чемпіонату світу у Греції
УкраинФорм
2025-04-21T14:39:14Z
Леан: Кубок Італії – це остання можливість Мілана змінити сезон
Football.ua
2025-04-21T14:22:11Z
Олімпійський призер жорстко нокаутував опонента: відео переможного удару
24tv
2025-04-21T14:06:09Z
18-річний українець став найкращим гравцем матчу в МЛС
24tv
2025-04-21T14:00:48Z
Куртуа: У Вальверде дуже крутий удар
Football.ua
2025-04-21T13:58:52Z
ЗСУ ліквідували російського футболіста
ГЛАВКОМ NET
2025-04-21T13:39:13Z
Леонов залишив Актобе
Football.ua
2025-04-21T13:21:39Z
Бійця ММА з Афганістану заарештували перед боєм через сексуальні злочини проти дітей
24tv
2025-04-21T13:18:10Z
Ван Дейк: Трент — фантастичний гравець, але ми не знаємо, що станеться
Football.ua
2025-04-21T12:55:32Z
Податкова отримає доступ до банківських рахунків українців: у законопроєкті знайшли цікаві деталі
Политека
2025-04-21T15:01:56Z
Японська компанія готова надавати обладнання для відновлювальних робіт в Україні
УкраинФорм
2025-04-21T14:52:44Z
Банки фіксують стійке зростання попиту на кредити - НБУ
УкраинФорм
2025-04-21T14:45:32Z
Якщо Болгарія не продасть реактори для ХАЕС, відповідальність ляже на депутатів, – економіст
24tv
2025-04-21T14:42:08Z
АЗС показали, як відрізняються ціни на бензин, дизель та автогаз у Київській та Одеській областях
Хвиля
2025-04-21T14:30:39Z
Бензин змінить склад: що потрібно знати водіям з 1 травня
GlavRed
2025-04-21T14:27:50Z
Час обмежений: українці до 1 травня мають сплатити обов'язковий податок
GlavRed
2025-04-21T14:27:00Z
Укрпошта готує новий мобільний застосунок із трекінгом і митними функціями
InternetUA
2025-04-21T14:22:43Z
Фонд держмайна минулого тижня залучив від приватизації ₴195,38 мільйона
УкраинФорм
2025-04-21T14:18:46Z
У Німеччині створили ударний дрон для України: що він може
InternetUA
2025-04-21T15:01:51Z
Nothing Phone та Pro вже в Україні: Snapdragon 7s Gen 3, Glyph-інтерфейс та ціна від 16 тис. грн
ITC
2025-04-21T14:43:51Z
Adata представила SD 8.0 Express — першу карту пам’яті зі швидкістю зчитування до 1,6 ГБ/с
ITC
2025-04-21T14:43:16Z
Павло Дуров: Telegram не розкрив «жодного байта» приватних повідомлень за 12 років існування
ITC
2025-04-21T14:43:09Z
"Живий Нострадамус" із Бразилії розповів жахливий прогноз на 2025 рік
FaceNews
2025-04-21T14:33:35Z
Революційна технологія склеювання шарів підняла ефективність сонячних панелей
360ua.news
2025-04-21T14:30:28Z
Тотальна економія місця у шафі: як правильно зберігати зимові пуховики
GlavRed
2025-04-21T14:27:37Z
На небі 25 квітня можна буде бачити «космічний смайл», утворений планетами
ZN UA
2025-04-21T13:58:30Z
З початку 2025 року ЦПД зафіксував 191 інформаційну операцію Росії, здійснену за допомогою ШІ
Детектор М
2025-04-21T13:49:46Z
10 ознак того, що інші вважатимуть вас поганим водієм
24tv
2025-04-21T14:48:23Z
Інформація про електричний Land Rover Defender ‘Sport’: оновлення
Топ Жир
2025-04-21T14:45:36Z
Найкращі авто з пробігом: автомеханік назвав ТОП-2 моделі, які не підведуть
GlavRed
2025-04-21T14:27:28Z
Спортивний автомобіль з 4-циліндровим двигуном від Honda ніколи раніше не виглядав таким диким
Топ Жир
2025-04-21T14:15:51Z
Tesla випустить спрощену версію Model 3 на тлі падіння попиту на електрокари
AutoCentre
2025-04-21T14:04:13Z
Залишилося лише фото: чоловік 10 років збирав гроші на Ferrari і втратив його одразу після покупки
Фокус
2025-04-21T13:51:34Z
Дивовижно, цей Понтіак вижив після масового знищення реплік з менше ніж 1 тисячею миль на одометрі
Топ Жир
2025-04-21T12:15:28Z
Citroen C4 виходить на український ринок у новому вигляді
360ua.news
2025-04-21T12:00:39Z
Напарник Ферстаппена потрапив в аварію на старті гонки Формули-1: відео зіткнення
24tv
2025-04-21T10:51:52Z