Elektronische apparaten worden kleiner, meer verbonden, en krachtiger; en ze hebben nog steeds één ding gemeen:ze hebben energie nodig om te functioneren. Zelfs miniatuur implanteerbare medische apparaten en externe Internet-of-Things-sensoren hebben een bepaalde hoeveelheid stroom nodig om te werken, waardoor het een uitdaging is om even klein te ontwerpen, efficiënt, en duurzame batterijen voor hen.

Een van de alternatieven die mogelijk het antwoord op deze problemen zou kunnen zijn, is de 'bètavoltaïsche cel'. Deze cellen zijn een soort stroombron die lijkt op fotovoltaïsche cellen die, in plaats van een elektrische stroom te produceren door zichtbaar of ultraviolet licht op te vangen, wekt elektriciteit op met behulp van een soort straling (bèta-verval) die intern wordt gegenereerd door een radioactief materiaal. Het grootste probleem met bestaande bètavoltaïsche cellen is hun lage conversie-efficiëntie. Dit betekent dat slechts een heel klein deel van de uitgezonden straling kan worden omgezet in elektrische energie.

In een recente studie gepubliceerd in Chemische communicatie en geselecteerd als de omslagafbeelding van het juli-nummer, wetenschappers van het Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) in Korea, onder leiding van Prof Su-Il In, onderzoek naar een nieuwe techniek om de prestaties van bètavoltaïsche cellen te verbeteren. Om dit te behalen, ze namen een pagina over van een techniek die eerder in fotovoltaïsche cellen werd gebruikt:sensibiliserende kleurstoffen. In de voorgestelde bètavoltaïsche cel, de elektronen in de gebruikte kleurstof op basis van ruthenium zijn "gevoelig" voor de bètastraling die wordt uitgezonden door het radioactieve bronmateriaal. Dit betekent dat elektronen in de kleurstof gemakkelijker worden geëxciteerd naar hogere energietoestanden, waardoor ze gemakkelijker van de kleurstof naar het materiaal aan de andere pool van de batterij kunnen springen, waardoor een circuit wordt voltooid.

De prestaties van hun cel werden experimenteel geverifieerd en bleken veelbelovend te zijn, zoals Prof in opmerkt, "Tot dusver, onze kleurstofgevoelige bètavoltaïsche cel is de eerste die kleurstof aanbrengt om een ​​hoge stralings-naar-stroomconversie-efficiëntie te bereiken." Het vooruitzicht van kleine, duurzaam, en efficiënte bètavoltaïsche apparaten zouden veel ontwerpruimte kunnen openen voor kleine elektronische apparaten die u kunt instellen en vergeten. Enthousiast over de resultaten, Prof. In concludeert, "We verkennen een nieuwe horizon op het gebied van bètavoltaïsche apparaten, en we voorspellen dat nog hogere efficiënties mogelijk zullen zijn door verdere aanpassingen, nieuwe kansen creëren op het gebied van nucleaire batterijen."