Ученые ищут решение этой проблемы и предлагают неожиданную альтернативу — ядерные батареи на основе радиоуглерода.

Су-Иль Ин, профессор из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук, представил новую разработку на конференции Американского химического общества. Его команда создала прототип батареи, которая может работать десятилетиями без подзарядки.

Почему это важно? Литий-ионные аккумуляторы не только неудобны, но и вредны для экологии. Добыча лития требует огромных ресурсов, а утилизация старых батарей загрязняет природу. При этом спрос на долговечные источники энергии растет — они нужны для беспилотников, медицинских имплантов, удаленных датчиков.

Производительность литий-ионных батарей почти исчерпана, — говорит Ин. — Мы разрабатываем ядерные батареи, которые смогут работать веками.

Ядерные батареи используют энергию радиоактивных материалов, но не все они опасны. Например, углерод-14 (радиоуглерод) испускает только бета-излучение, которое легко блокируется тонким слоем алюминия. Это делает его безопасным для использования.

Ученые сделали батарею, где радиоуглерод используется в обоих электродах. Когда он распадается, выделяются бета-частицы, которые попадают на краситель из рутения. Это вызывает «электронную лавину» — поток электронов, который собирает слой диоксида титана (как в солнечных батареях). В результате вырабатывается электричество.

Эффективность новой батареи пока невысока — всего 2,86%, но это уже в шесть раз лучше предыдущих версий. Если технологию доработать, такие батареи смогут питать кардиостимуляторы, космические зонды или подводные датчики десятилетиями.

Пока ядерная энергия ассоциируется с огромными станциями, но, как говорит Ин, «мы можем поместить ее в устройство размером с палец».

Ранее ученые допустили отказ от лития в батареях в пользу натрия.