या आश्चर्यकारक नवीन बॅटरीमध्ये आयुष्य इतके लांब आहे की आपल्याला कधीही रिचार्ज करावे लागणार नाही

प्रोफेसर सु-इल इन यांच्या नेतृत्वात डेगू ग्योंगबुक इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स Technology ण्ड टेक्नॉलॉजी (डीजीआयएसटी) मधील एका संशोधन गटाने एक नवीन प्रकारचा अणु बॅटरी विकसित केली आहे ज्याला पेरोव्स्काइट बीटाव्होल्टिक सेल (पीबीसी) म्हणतात, जे रिचार्जची आवश्यकता नसताना अनेक दशकांपासून लहान उपकरणे उर्जा देऊ शकते. या पथकाने कार्बन -14 चा वापर केला-रेडिओकार्बन म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या कार्बनचा एक अस्थिर प्रकार-आणि सुधारित उर्जा रूपांतरण आणि दीर्घकालीन स्थिरतेसह संकरित बॅटरी तयार करण्यासाठी पेरोव्स्काइट मटेरियलसह एकत्रित केले.

नवीन बॅटरीमध्ये रेडिओएक्टिव्ह कार्बन -14 नॅनो पार्टिकल्स आणि क्वांटम डॉट्स (14 सीएनपी/सीक्यूडी) इलेक्ट्रोड म्हणून वापरते. हे ड्युअल क्लोरीन-आधारित itive डिटिव्ह्जसह उपचारित पेरोव्स्काइट फिल्मसह डिव्हाइसमध्ये एम्बेड केले गेले होते: मेथिलेमोनियम क्लोराईड (एमएसीएल) आणि सेझियम क्लोराईड (सीएससीएल). या itive डिटिव्ह्जने पेरोव्स्काइटची क्रिस्टल स्ट्रक्चर मजबूत करण्यास मदत केली, ज्यामुळे इलेक्ट्रिक शुल्क हलविण्यात अधिक स्थिर आणि चांगले होते. जुन्या डिझाईन्सच्या तुलनेत, टीमने इलेक्ट्रॉन गतिशीलतेमध्ये अंदाजे 56,000 पट सुधारणा आणि चाचणी दरम्यान नऊ तास जास्तीत जास्त सतत ऑपरेशन नोंदवले.

“हा अभ्यास पेरोव्होल्टिक सेलमध्ये पेरोव्स्काइटचे प्रथम यशस्वी एकत्रीकरण दर्शवितो, पेरोव्स्काइट बीटाव्होल्टेइक पेशींचा अग्रणी आहे.”

रेडिओएक्टिव्ह क्षय दरम्यान उत्साही बीटा कण बदलून बीटाव्होल्टिक पेशी कार्य करतात. बीटा किरण मानवी त्वचेत प्रवेश करू शकत नाहीत आणि अ‍ॅल्युमिनियम सारख्या सामग्रीद्वारे अवरोधित केले जाऊ शकतात, तंत्रज्ञान जैविक दृष्ट्या सुरक्षित मानले जाते. प्रोफेसर यांनी स्पष्ट केले की, “मी कार्बनचा किरणोत्सर्गी समस्थानिक वापरण्याचे ठरविले कारण यामुळे केवळ बीटा किरण निर्माण होते.” कार्बन -14 हे अणुभट्ट्यांचे उप-उत्पादन देखील आहे, जे ते स्वस्त, व्यापकपणे उपलब्ध आणि पुनर्वापरयोग्य बनते. कारण ते हळू हळू तुटते, ते शेकडो किंवा हजारो वर्षांसाठी डिव्हाइसला शक्ती देऊ शकते.

उर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी-बॅटरी इलेक्ट्रॉनला वापरण्यायोग्य शक्तीमध्ये किती चांगले बदलते याचे उपाय-कार्यसंघ टायटॅनियम डायऑक्साइड सेमीकंडक्टरकडे वळला, बहुतेकदा सौर पेशींमध्ये आढळतो आणि रुथेनियम-आधारित डाईने ते वाढविले. डाई आणि टायटॅनियम डाय ऑक्साईड दरम्यानचे बंध साइट्रिक acid सिड उपचारांद्वारे मजबूत केले गेले. जेव्हा रेडिओकार्बनमधील बीटा किरणांनी डाईला धडक दिली तेव्हा त्यांनी हिमस्खलन म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या इलेक्ट्रॉन प्रतिक्रियांची साखळी चालविली. त्यानंतर हे इलेक्ट्रॉन टायटॅनियम डायऑक्साइडद्वारे पकडले गेले आणि इलेक्ट्रिक करंट तयार करण्यासाठी सर्किटद्वारे पाठविले.

एनोड आणि कॅथोड या दोहोंमध्ये रेडिओकार्बनसह बॅटरी देखील डिझाइन केली गेली होती, ज्यामुळे बीटा रेडिएशनचे प्रमाण वाढते आणि अंतरावर उर्जा कमी होते. या दृष्टिकोनातून जुन्या मॉडेल्समधील 0.48% वरून त्याची उर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता वाढविण्यात मदत झाली.

तरीही, सिस्टम केवळ किरणोत्सर्गी उर्जेचा एक छोटासा भाग विजेमध्ये रूपांतरित करते, म्हणजे त्याचे उत्पादन मानक लिथियम-आयन बॅटरीपेक्षा कमी राहते. बीटा एमिटरचा आकार सुधारण्याची आणि चांगले शोषक शोधणे हे प्रोफेसरने उर्जा उत्पादन वाढवू शकते.

“हे संशोधन बीटाव्होल्टिक पेशींच्या व्यावहारिक व्यवहार्यतेचे जगातील पहिले प्रदर्शन आहे,” असे म्हटले आहे. “आम्ही अत्यंत वातावरणासाठी पुढील पिढीतील वीजपुरवठा तंत्रज्ञानाच्या व्यापारीकरणाला गती देण्याची आणि पुढील लघुलेखन आणि तंत्रज्ञान हस्तांतरणाचा पाठपुरावा करण्याची योजना आखली आहे.”

डॉक्टरेट विद्यार्थी जुन्हो ली पुढे म्हणाले, “या संशोधनात दैनंदिन आव्हानांचा समावेश असला तरी बर्‍याचदा अशक्य वाटतात, परंतु आपल्या देशाचे भविष्य उर्जा सुरक्षेशी जवळचे आहे हे जाणून आम्ही मिशनच्या दृढ अर्थाने चाललो आहोत.”

या संघाचा असा विश्वास आहे की पुढील विकासासह, या रेडिओकार्बन-चालित बॅटरी पेसमेकर्सपासून अंतराळ प्रोब आणि ड्रोनपर्यंतच्या भागात वापरल्या जाऊ शकतात. जसे सांगते त्याप्रमाणे, “आम्ही बोटाच्या आकारात डिव्हाइसमध्ये सुरक्षित अणुऊर्जा ठेवू शकतो.”

स्रोत: Dgist, अमेरिकन केमिकल सोसायटी, रॉयल सोसायटी ऑफ केमिस्ट्री

हा लेख एआयच्या काही मदतीने तयार केला गेला आणि संपादकाने पुनरावलोकन केले. खाली कॉपीराइट कायदा 1976 चा कलम 107ही सामग्री बातम्यांच्या अहवालाच्या उद्देशाने वापरली जाते. वाजवी वापर हा कॉपीराइट कायद्याद्वारे परवानगी आहे जो अन्यथा उल्लंघन करणारा असू शकतो.