科學家們研制出世界上第一個新一代貝塔伏特電池。這種先進的電源是通過將放射性同位素電極直接連接到鈣鈦礦吸收層而制成的，鈣鈦礦吸收層是一種以高效著稱的尖端材料。

為了提升性能，團隊將碳14基量子點嵌入電極，并改進了鈣鈦礦層的結構。這些創新帶來了高度穩定的功率輸出和令人印象深刻的能量轉換效率。

該研究結果發表在《化學通訊》雜志上，由大韓民國科學技術研究院能源科學與工程系教授 Su-Il In（校長 Kunwoo Lee）領導。

新開發的技術無需充電即可提供穩定、長期的電力供應，使其成為太空探索、植入式醫療設備和軍事應用等需要長期電力自主的領域的有前途的下一代能源解決方案。

隨著電子設備小型化和精密化的快速發展，對創新電源技術的需求日益增長，以最大限度地減少頻繁充電的需求。然而，目前主流的電池，包括鋰電池和鎳電池，壽命短，易受高溫和潮濕的影響，限制了它們在極端環境下的可靠性。貝塔伏打電池技術能夠提供數年甚至數十年的穩定電力，正逐漸成為一種強有力的替代方案。

貝塔伏打電池通過捕獲自然放射性衰變過程中釋放的貝塔粒子來發電。理論上，它們可以運行數十年而無需維護。貝塔粒子還具有出色的生物安全優勢，因為它們無法穿透人體皮膚。然而，由于處理放射性物質和確保材料穩定性的挑戰，實際進展受到限制。

為了克服這些挑戰，In教授的團隊開發了一種混合量子貝塔伏特電池，將碳14基同位素電極與高效鈣鈦礦吸收層相結合。他們通過精確控制鈣鈦礦晶體結構，并使用甲基氯化銨（MACl）和氯化銫（CsCl）等添加劑，顯著改善了電荷傳輸性能。

最終，與傳統系統相比，所開發的貝塔伏特電池實現了約56000倍的電子遷移率提升，并可在長達9小時的連續運行中保持穩定的功率輸出，展現出卓越的性能。

Su-Il In教授評論道：“這項研究標志著貝塔伏特電池在世界上首次實現實用化。我們計劃加速下一代極端環境供電技術的商業化，并進一步實現小型化和技術轉移。” 共同第一作者、博士生Junho Lee補充道：“盡管這項研究涉及日常挑戰，這些挑戰往往看似不可能，但我們被強烈的使命感所驅使，深知國家的未來與能源安全息息相關。”

編譯自/scitechdaily