- Peneliti Korea sedang mengembangkan baterai nuklir berbasis radiokarbon yang dapat bertahan selama puluhan tahun tanpa harus diisi ulang.
- Penggunaan radiokarbon memungkinkan pembangkitan listrik yang aman dan berkelanjutan dari sinar beta.
- Desainnya mencakup titanium dioksida dan pewarna rutenium untuk meningkatkan efisiensi energi.
- Potensi untuk alat pacu jantung, sensor jarak jauh, dan perangkat tanpa akses pengisian daya yang sering.
Bayangkan tidak perlu lagi khawatir harus mengisi ulang daya ponsel, alat pacu jantung, atau perangkat elektronik lainnya.. Kemungkinan tersebut mulai muncul sebagai sesuatu yang lebih dari sekedar mimpi berkat perkembangan baru di bidang Baterai nuklir dengan radiokarbon, suatu teknologi yang dapat menyediakan listrik terus-menerus selama puluhan tahun, bahkan berabad-abad.
Sebuah tim ilmuwan Korea Selatan telah berhasil merancang baterai yang mampu beroperasi tanpa pengisian ulang untuk jangka waktu yang sangat lama.. Pengoperasiannya didasarkan pada radiokarbon-14, isotop radioaktif yang memancarkan partikel beta, yang digunakan dalam kasus ini untuk menghasilkan listrik secara stabil dan aman.
Mengapa penanggalan radiokarbon merupakan pilihan yang menarik?
Pemilihan radiokarbon sebagai sumber energi bukanlah suatu kebetulan.. Ini adalah produk sampingan dari pembangkit listrik tenaga nuklir, sehingga murah dan relatif mudah diperoleh. Selain itu, laju peluruhannya sangat lambat, yang memungkinkannya memancarkan elektron selama ribuan tahun.
Partikel beta yang dipancarkan oleh radiokarbon memiliki daya tembus yang buruk. dan dapat dengan mudah diblokir dengan bahan umum seperti aluminium, membuat penggunaannya menjadi pilihan yang jauh lebih aman daripada bahan nuklir lainnya. Fitur ini berarti mereka tidak menimbulkan risiko tinggi bagi pengguna atau lingkungan.
Cara kerja baterai betavoltaik
Baterai ini memanfaatkan prinsip konversi energi melalui semikonduktor yang diaktifkan oleh radiasi.. Ketika partikel beta berinteraksi dengan bahan semikonduktor—dalam hal ini, titanium dioksida—longsoran elektron dihasilkan yang dapat disalurkan sebagai arus listrik.
Untuk meningkatkan proses ini, pewarna berbasis rutenium telah dimasukkan ke dalam semikonduktor.. Senyawa ini, yang sudah dikenal penggunaannya dalam sel surya, mengintensifkan transfer elektron. Selain itu, pengolahan asam sitrat meningkatkan ikatan antara titanium oksida dan pewarna, yang pada akhirnya meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan.
Sumber ganda radiokarbon: lebih banyak energi, lebih sedikit kerugian
Pada versi sebelumnya, radiokarbon hanya ditemukan di katoda. Namun, desain baru yang dikembangkan oleh tim yang dipimpin oleh peneliti Su-Il In menampilkan isotop ini di anoda dan katoda. Penggabungan ganda ini memungkinkan pembangkitan lebih banyak sinar beta dan secara signifikan mengurangi kehilangan energi akibat jarak antara komponen internal.
Pengujian yang dilakukan dengan model ini menunjukkan peningkatan yang nyata dalam efisiensi energi.. Sementara versi sebelumnya hampir tidak mencapai rasio konversi 0,48%, prototipe baru berhasil mencapai 2,86%. Walaupun angka ini masih jauh dari tingkat baterai litium, ini merupakan kemajuan besar dalam bidang .
Solusi dengan berbagai aplikasi
Salah satu penggunaan yang paling menjanjikan adalah di bidang medis. Perangkat seperti alat pacu jantung dapat memperoleh manfaat secara langsung, karena baterai tersebut dapat menyediakan daya seumur hidup pasien, sehingga menghindari perlunya intervensi bedah setiap kali baterainya habis.
Mereka juga dapat digunakan pada sensor jarak jauh yang ditempatkan di lingkungan yang sulit dijangkau., seperti stasiun cuaca, perangkat pemantauan lingkungan, atau peralatan luar angkasa, di mana penggantian atau pengisian ulang baterai sangat rumit atau tidak mungkin dilakukan.
Di ranah domestik masih ada keterbatasan. Meskipun gagasan telepon seluler yang tidak perlu diisi ulang terdengar menarik, tingkat efisiensi saat ini masih belum memungkinkan penggunaannya pada perangkat yang menguras daya tinggi. Namun, dengan perbaikan yang berkelanjutan, teknologi ini kemungkinan akan menemukan jalannya ke perangkat yang lebih umum juga.
Tantangan yang tertunda sebelum digunakan secara luas
Meskipun antusias dengan potensinya, baterai betavoltaik radiokarbon masih menghadapi sejumlah rintangan.. Yang utama adalah perlunya peningkatan lebih lanjut dalam efisiensi konversi energi. Untuk mencapai hal ini, para peneliti berupaya mengoptimalkan tidak hanya pemancar sinar beta tetapi juga bahan yang menyerapnya.
Ada juga kekhawatiran terkait dengan manufaktur dan daur ulang. perangkat ini. Meskipun radiokarbon memancarkan radiasi berenergi rendah, penanganannya harus mengikuti standar keselamatan yang ketat sebelum baterai dapat dikomersialkan secara luas.
Tim peneliti saat ini tengah menggarap konfigurasi baru dan solusi teknis. yang memungkinkan kita mengatasi tantangan ini. Proposal mereka mencakup bentuk geometris pemancar yang lebih efisien dan penyerap yang lebih baik yang memaksimalkan konversi energi.
Sebuah langkah menuju teknologi yang lebih bersih dan tahan lama
Dengan kinerja yang masih memerlukan peningkatan, baterai ini tidak dimaksudkan untuk langsung menggantikan baterai lithium-ion., tetapi ini menetapkan arah yang jelas untuk teknologi energi masa depan. Kelangkaan sumber daya seperti litium dan masalah lingkungan yang terkait dengan eksploitasinya memerlukan pencarian alternatif yang layak dan berkelanjutan.
Perkembangan ini dapat mewakili perubahan paradigma dalam cara kita berpikir tentang memberi daya pada perangkat elektronik.. Jika kita dapat meningkatkan skala dan menyempurnakannya, kita dapat menghilangkan penggunaan colokan, kabel, dan pengisi daya dalam banyak situasi penggunaan.
Baterai nuklir yang dikembangkan oleh Institut Sains dan Teknologi Daegu Gyeongbuk menawarkan alternatif yang menjanjikan bagi teknologi konvensional. Dengan desain yang berbasis pada radiokarbon, semikonduktor dan pewarna khas energi surya, terletak di persimpangan antara keamanan, efisiensi energi y keberlanjutan. Masih diperlukan banyak perbaikan sebelum dapat diadopsi secara luas, tetapi potensinya untuk memberi daya pada perangkat medis, sensor jarak jauh, dan perangkat khusus lainnya menjadikannya inovasi yang patut diperhatikan.
Penulis yang bersemangat tentang dunia byte dan teknologi secara umum. Saya suka berbagi ilmu melalui tulisan, dan itulah yang akan saya lakukan di blog ini, menunjukkan kepada Anda semua hal paling menarik tentang gadget, perangkat lunak, perangkat keras, tren teknologi, dan banyak lagi. Tujuan saya adalah membantu Anda menavigasi dunia digital dengan cara yang sederhana dan menghibur.