研究人员成功开发下一代半永久性电池技术

研究小组成功开发出双位点放射性同位素染料敏化贝塔伏特电池，这是一种不需要充电的下一代半永久性电池。

研究团队预计，这项技术将成为推动韩国未来增长的关键技术之一，帮助韩国在相关材料、零部件和设备方面取得领先地位，从而在未来各个领域占据市场领先地位。例如太空、深海、医疗保健、电动汽车和无人机。

以物联网(IoT)、网络物理系统和人工智能(AI)为代表的第四次工业革命的发展势头正在迅速增强。虽然这种快速增长凸显了电池技术作为支持平台的能源的重要性，但由于当前商用电池技术的局限性，包括锂等原材料成本的上涨，开发下一代电池变得越来越有必要镍、与发热和耐久性相关的安全问题以及二次电池的有限性能。

最近，人们对贝塔伏特电池作为下一代电池越来越感兴趣。贝塔伏特电池是一种当放射性同位素(例如碳、镍和氢)发射的贝塔射线电子撞击作为辐射吸收体的半导体时发电的装置。贝塔伏特电池的一些最大优点是，电池可以自行发电，无需外部电源和更换，并且由于放射性同位素的半衰期长，它们具有半永久性的寿命。

此外，β射线作为贝塔伏特细胞的主要能量来源，对人体的危害比伽马射线小，而且稳定性很高。由于这些优点，美国、中国等主要国家对贝塔伏电池进行了大量研究。尽管如此，许多限制因素使得电池的开发变得困难，包括材料成本和复杂的制造工艺和技术。

在此背景下，大邱庆北科学技术学院(DGIST)能源科学与工程系的Su-ilIn教授领导的研究小组进行了一项研究，旨在开发具有价格竞争力和高效率的贝塔伏特电池。Lee的团队没有使用昂贵的半导体材料作为贝塔伏特电池中的辐射吸收剂，而是使用了钌(Ru)族的N719染料、放射性同位素14-柠檬酸(14CA)和二氧化钛(TiO2)。

研究团队将柠檬酸合成为碳同位素纳米颗粒，以提高能量密度，并在N719染料和二氧化钛之间添加柠檬酸，形成牢固的键合，从而实现高能量转化和稳定性。

李氏团队分析了他们新开发的双位点放射性同位素染料敏化贝塔伏特电池的性能。分析证实，这些电池产生的电子比其发射的多658,500倍，并且可以稳定发电100小时。与该研究团队在2020年开发的贝塔伏特电池相比，新开发的电池的功率转换效率提高了6倍，稳定性提高了10倍。

DGIST教授Su-ilIn表示：“这项研究具有重要意义，因为我们已经成功开发出一种基于廉价染料的新型贝塔伏特电池。我们将针对核电池的量产设计和量产进行后续研究，以实现核电池的大规模生产。”未来将这项技术商业化。”

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