Дослідники з Миссурийского університету заявляють, що створили прототип компактної ядерної батарейки на водній основі, чия ефективність і тривалість роботи набагато вище в порівнянні з звичайними батарейками. Вчені вважають, що в недалекому майбутньому подібний тип батарей буде використовуватися в самих різних сферах, включаючи виробництво автомобілів і навіть космічних кораблів, а також в тих напрямках, де ефективність, надійність і тривалість роботи подібних енергетичних носіїв матиме найвище значення. 

«Бетавольтаіка - технологія виробництва батарей, які генерують енергію з радіації - є предметом наукових досліджень як потенційного джерела енергії ще з 1950-х років», - розповідає доцент інженерного коледжу при Міссурійськом університеті Джей В. Квон. 

«Керовані ядерні технології необов'язково можуть становити небезпеку. Справа в тому, що ядерні технології вже досить давно використовуються в комерційних цілях і нерідко зустрічаються в наших будинках. Ядерні технології, наприклад, використовуються в пожежних датчиках або тих же покажчиках систем аварійного виходу в будівлях ». 

Використовуючи радіоактивний ізотоп стронцію-90 для підвищення ефективності електрохімічного виробництва енергії в розчині на водній основі, дослідники застосували в якості каталізатора для розкладання води електрод на основі наноструктурного діоксиду титану. Каталізатор і радіація тут використовується для розщеплення води на кисневі сполуки. 

В результаті, коли бета-випромінювання проходить крізь наноструктурний діоксид титану (або платини), всередині діоксиду титану утворюються електронно-діркові пари, які створюють потік електронів і зрештою електричний струм. 

«Вода тут відіграє роль буфера, і утворювались поверхневі плазмони дуже позитивно позначаються на підвищенні ефективності таких батарейок», - каже Квон. 

«Використовуваний іонний розчин добре справляється з роботою в умовах низьких температур і може володіти широким потенціалом застосування, включаючи виробництво автомобільних акумуляторів (при належній збірці і упаковці) і, можливо, навіть в космічній промисловості». 

Справедливості заради, слід зазначити, що це не перша успішна спроба створення компактних ядерних батарейок (у 2012 році, наприклад, компанія City Labs створила нанотрітіумовие батареї), проте це перший успішний приклад, який показує ефективність та переваги використання радіолізу (розщеплення води радіацією) для виробництва електричного струму при більш низьких температурах. Крім того, вчені з Миссурийского університету заявляють, що їх метод розщеплення води для виробництва енергії є більш ефективним в порівнянні з аналогічними методами, запропонованими іншими дослідницькими командами. 

Вчені Миссурийского університету пояснюють це тим, що, на відміну від інших фотокаталітичних методів розщеплення води для виробництва енергії, створені ними батарейки виробляють у воді вільні радикали, які рекомбинируются або захоплюються молекулами води і можуть за рахунок радіації (і використанні діоксиду титану / платини) бути перетворені в електрику. При цьому процес розщеплення води навіть при кімнатній температурі набагато ефективніше, ніж раніше. 

У тих же осередках сонячних батарей використовується аналогічний механізм переносу енергії за допомогою електронно-доручених пар. Однак тут проводиться дуже мало вільних радикалів, тому що енергія фотонів існує головним чином у видимій області спектра і, отже, на більш низьких рівнях енергії. 

В свою чергу, бета-радіація, одержувана за рахунок стронцієвого джерела, завдяки своїй здатності прискорення хімічних реакцій із залученням радикалів і більш високим енергетичним рівнем електронів, є більш ефективним способом для виробництва надійного і довгограючого джерела енергії. Настільки ефективним, що одного разу ядерні батареї на водній основі зможуть стати підходящою альтернативою сонячним батареям і розглядатися в якості надійного джерела енергії з низьким рівнем забруднення. 

Своїми дослідженнями команда вчених з Миссурийского університету поділилася на сторінках одного з останніх опублікованих номерів журналу Nature. 

# технології @ science_technology 
За матеріалами: hi-news.ru