वैज्ञानिकों ने दुनिया की पहली नई पीढ़ी की बीटावोल्टिक बैटरी विकसित की है। यह उन्नत शक्ति स्रोत रेडियोआइसोटोप इलेक्ट्रोड को सीधे पेरोव्स्काइट अवशोषक परत से जोड़कर बनाया गया है, जो एक अत्याधुनिक सामग्री है जो अपनी उच्च दक्षता के लिए जानी जाती है।
प्रदर्शन में सुधार करने के लिए, टीम ने कार्बन-14-आधारित क्वांटम डॉट्स को इलेक्ट्रोड में एम्बेड किया और पेरोव्स्काइट परत की संरचना में सुधार किया। इन नवाचारों के परिणामस्वरूप अत्यधिक स्थिर बिजली उत्पादन और प्रभावशाली ऊर्जा रूपांतरण दक्षता प्राप्त होती है।
जर्नल केमिकल कम्युनिकेशंस में प्रकाशित निष्कर्षों का नेतृत्व कोरिया गणराज्य के राष्ट्रीय विज्ञान और प्रौद्योगिकी संस्थान में ऊर्जा विज्ञान और इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर सु-इल इन (चांसलर कुनवू ली) ने किया था।
नव विकसित तकनीक चार्जिंग की आवश्यकता के बिना एक स्थिर, दीर्घकालिक बिजली आपूर्ति प्रदान करती है, जिससे यह अंतरिक्ष अन्वेषण, प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरणों और सैन्य अनुप्रयोगों जैसे दीर्घकालिक बिजली स्वायत्तता की आवश्यकता वाले क्षेत्रों के लिए एक आशाजनक अगली पीढ़ी का ऊर्जा समाधान बन जाती है।
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लघुकरण और परिष्कार के तेजी से विकास के साथ, बार-बार चार्ज करने की आवश्यकता को कम करने के लिए नवीन बिजली आपूर्ति प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता बढ़ रही है। हालाँकि, वर्तमान में लिथियम और निकल बैटरियों सहित मुख्यधारा की बैटरियों का जीवनकाल छोटा होता है और वे उच्च तापमान और नमी के प्रति संवेदनशील होती हैं, जिससे चरम वातावरण में उनकी विश्वसनीयता सीमित हो जाती है। वर्षों या दशकों तक स्थिर बिजली प्रदान करने में सक्षम बीटावोल्टिक बैटरी तकनीक एक शक्तिशाली विकल्प के रूप में उभर रही है।
बीटावोल्टिक कोशिकाएं प्राकृतिक रेडियोधर्मी क्षय के दौरान निकलने वाले बीटा कणों को पकड़कर बिजली उत्पन्न करती हैं। सिद्धांत रूप में, वे बिना रखरखाव के दशकों तक काम कर सकते हैं। बीटा कण उत्कृष्ट जैव सुरक्षा लाभ भी प्रदान करते हैं क्योंकि वे मानव त्वचा में प्रवेश नहीं कर सकते हैं। हालाँकि, रेडियोधर्मी सामग्रियों को संभालने और सामग्री स्थिरता सुनिश्चित करने में चुनौतियों के कारण व्यावहारिक प्रगति सीमित रही है।
इन चुनौतियों से पार पाने के लिए, प्रोफेसर इन की टीम ने एक हाइब्रिड क्वांटम बीटावोल्टिक सेल विकसित किया जो कार्बन-14-आधारित आइसोटोप इलेक्ट्रोड को उच्च दक्षता वाले पेरोव्स्काइट अवशोषक परत के साथ जोड़ता है। उन्होंने पेरोव्स्काइट क्रिस्टल संरचना को सटीक रूप से नियंत्रित करके और मिथाइलमोनियम क्लोराइड (MACl) और सीज़ियम क्लोराइड (CsCl) जैसे एडिटिव्स का उपयोग करके चार्ज ट्रांसपोर्ट गुणों में उल्लेखनीय सुधार किया।
अंततः, विकसित बीटावोल्टिक बैटरी ने पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में इलेक्ट्रॉन गतिशीलता में लगभग 56,000 गुना वृद्धि हासिल की और उत्कृष्ट प्रदर्शन का प्रदर्शन करते हुए 9 घंटे तक निरंतर संचालन के लिए स्थिर बिजली उत्पादन बनाए रखा।
प्रोफेसर सु-इल इन ने टिप्पणी की: "यह शोध दुनिया में बीटावोल्टिक बैटरियों की पहली व्यावहारिक प्राप्ति का प्रतीक है। हम चरम पर्यावरण बिजली आपूर्ति प्रौद्योगिकी की अगली पीढ़ी के व्यावसायीकरण में तेजी लाने और लघुकरण और प्रौद्योगिकी हस्तांतरण को आगे बढ़ाने की योजना बना रहे हैं।" सह-प्रथम लेखक और डॉक्टरेट छात्र जुन्हो ली ने कहा: "हालांकि इस शोध में दैनिक चुनौतियां शामिल हैं जो अक्सर असंभव लगती हैं, हम मिशन की एक मजबूत भावना से प्रेरित हैं और जानते हैं कि देश का भविष्य ऊर्जा सुरक्षा से निकटता से जुड़ा हुआ है।"
/scitechdaily से संकलित