Scienziati coreani realizzano una batteria a Perowskite con 56 mila volte più efficienza elettronica
In Corea del Sud è stata creata una batteria betavoltaica e Perovskite con la potenzialità di durata lunghissima e con un'efficienza elettronica 56 mila volte superione ai modelli precedenti L'articolo Scienziati coreani realizzano una batteria a Perowskite con 56 mila volte più efficienza elettronica proviene da Scenari Economici.
Il team di ricerca del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), in Corea del Sud, ha ottenuto un aumento di 56.000 volte della mobilità degli elettroni sviluppando una nuova cella betavoltaica che integra uno strato assorbente di perovskite con un elettrodo di isotopi radioattivi. Una cella betavoltaica sfrutta il decadimento delle particelle Beta per generare energia elettrica.
Ciò segna la creazione della prima cella betavoltaica di nuova generazione al mondo, che promette una produzione di energia stabile e ad alta efficienza per decenni senza ricarica.
“Questa ricerca segna la prima dimostrazione al mondo della fattibilità pratica delle celle betavoltaiche”, ha dichiarato il professor Su-Il In, che ha guidato il team.
Il collegamento diretto migliora le prestazioni
Il team di ricerca ha collegato direttamente un elettrodo di isotopi radioattivi a uno strato assorbente di perovskite.
Incorporando punti quantici a base di carbonio-14 all’interno dell’elettrodo e migliorando meticolosamente la cristallinità dello strato assorbente di perovskite, si è riusciti a ottenere una potenza stabile e un’efficienza di conversione energetica significativamente migliorata.
“Utilizzando doppi additivi a base di cloro con il film di perovskite e isotopi radioattivi di nanoparticelle di carbonio/punti quantici negli elettrodi, abbiamo migliorato la stabilità di fase e l’efficienza di conversione energetica del dispositivo betavoltaico”, hanno aggiunto i ricercatori in un nuovo studio.
Struttura batterie ad alta efficienza
Questa scoperta può essere molto utile per applicazioni critiche, come le operazioni militari e le esplorazioni spaziali, dove la domanda di energia rimane elevata.
“Abbiamo in programma di accelerare la commercializzazione delle tecnologie di alimentazione di prossima generazione per ambienti estremi e di perseguire un’ulteriore miniaturizzazione e trasferimento tecnologico”, ha aggiunto il professore.
Affrontare i limiti delle batterie convenzionali
Lo sviluppo risponde alla crescente esigenza di soluzioni di alimentazione che superino i limiti delle batterie attuali, come quelle al litio e al nichel, che hanno una durata di vita breve e sono vulnerabili in condizioni estreme come il calore e l’umidità.
“Negli ultimi anni, lo sviluppo di fonti energetiche efficienti e di lunga durata per soddisfare le mutevoli esigenze energetiche è diventato una questione importante”, hanno osservato i ricercatori.
“Le celle betavoltaiche sono emerse come una soluzione promettente grazie alla loro capacità di utilizzare i radioisotopi come fonte di energia. Si distinguono per la loro notevole longevità e l’alta densità energetica, che le rendono ideali per alimentare dispositivi in ambienti remoti o difficili, dove la sostituzione o la manutenzione del dispositivo non è praticabile”.
Tuttavia, lo sviluppo pratico di questa tecnologia è stato ostacolato dalla complessità di maneggiare materiali radioattivi e di garantire la stabilità a lungo termine dei componenti delle celle.
Il team di ricerca ha affrontato questi problemi integrando l’isotopo carbonio-14 con uno strato di perovskite robusto ed efficiente.
“Questo studio rappresenta la prima integrazione di successo della perovskite in una cella betavoltaica, pionieristica per le celle betavoltaiche a perovskite (PBC)”, sottolinea lo studio.
Dimostrato un significativo aumento delle prestazioni
La cella betavoltaica risultante non solo ha dimostrato un enorme aumento della mobilità degli elettroni, ma ha anche mantenuto una produzione di energia stabile fino a nove ore di funzionamento continuo.
Questo straordinario aumento di efficienza, evidenziato dall’incremento di 56.000 volte della mobilità degli elettroni e dalla stabilità della produzione di energia per periodi prolungati, rappresenta un importante passo avanti nel superamento dei limiti tradizionali della tecnologia betavoltaica.
“Questi risultati segnano un notevole progresso nel campo e forniscono un percorso promettente verso l’applicazione pratica delle celle betavoltaiche di perovskite per la generazione di energia in ambienti difficili, dove l’energia stabile e a lungo termine è fondamentale”, conclude lo studio.
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