Nükleer Pilleri Geliştirmek için Güneş Pili Konsepti Kullanılıyor
Fotoğraf: Karşıt elektrot ve radyoaktif kaynak olarak karbonun oynadığı ikili rol, cihaz yapısını sadeleştirir.
Güney Kore ve ABD’deki araştırmacılar, geleneksel olarak güneş pilli cihazlarda kullanılan bir stratejiyi, beta parçacıklarından elektrik akımı üreten pil konseptini geliştirmek için ödünç aldı. Çalışmanın arkasındaki ekip, bunun çok küçük cihazlarda uzun ömürlü piller yapma yolunda önemli bir adım olduğunu söylüyor.
Betavoltaik piller radyoaktif bir izotop, bu durumda ise beta ışıması üretiminde karbon-14 kullanır. Genellikle bu tür cihazlar elektron üretmek için ışımayı soğuran bir yarı iletken içerir. Şu an, Daegu Gyeonbul Bilim ve Teknoloji Enstitüsünde Su-Il In liderliğinde bir ekip, yarı iletkeni rutenyum esaslı bir boyayla kaplanmış titanyum dioksit elektrotla ile değiştirdi. In’in ekibi tarafından bildirilen pil, karşı elektrotun üzerinde beta ışıması yapan karbon-14 noktasal kuantum katmanı ve anot olarak boya kaplı bir elektrot kullanıyor.
Boya Kaplamaları, ayrıca sık sık güneş pillerinde kullanılır. Işık olduğunda, boya yaklaşan fotonları soğurur ve elektron üretir.
Yeni betavoltaik pillerde, beta ışıması tarafından sağlanan enerji, boyanın rutenyum metali iyonlarından ligandına yük transferine neden olur ve bu titanyum dioksit anoduna elektron transferine yol açar. In “Eski ve yeni teknolojinin beta pillerindeki sorunları çözmek için birleştirilmesinin geleceğimiz için faydalı olacağını düşünüyorum” şeklinde açıkladı.
Boyaya duyarlı cihaz, boyasız bir cihazdan 32,000 kat daha fazla elektron üreterek çok daha iyi bir performans gösterdi. Ek olarak, pahalı ve karmaşık bir süreç olan yarı iletkeni kullanmak yerine boya kullanmak üretim maliyetlerini yaklaşık %30 azaltıyor.
Almanya, Dresden Teknik Üniversitesi güneş pili uzmanı Yana Vaynzof “Karbon-14 noktasal kuantum katmanının ikili rolü, hem radyoaktif uyarma kaynağı hem de karşıt elektrot olarak kullanılması özellikle yenilikçi” şeklinde yorumladı.
Vaynzof “Hem cihaz veriminin ve bununla eşit derecede önemli olan kararlılığının yükseltilmesiyle kayda değer engellerin üstünden gelinmesi gerekiyor.” şeklinde ekledi. Pilin verimliliği %0.48’dir ve halen geniş çapta ticarileşmek için yeterli değildir.
In’in takımının amacı gelecek araştırmalarında boya duyarlı betavoltaik pillerin verimliliğini arttırmaktır ve In, teknolojinin kendi kendine yeten, çok az şarjdan hiç şarja gereksinim duymadan çalışan pil hücrelerine nihayetinde ulaşacağını söylüyor.
Kaynak: chemistryworld.com
