Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một loại pin hạt nhân với khả năng sản xuất điện trong hàng trăm năm, vượt trội với hiệu suất cao gấp nghìn lần so với các sản phẩm cạnh tranh hiện có. Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Nature và tập trung vào việc khai thác tia alpha giải phóng từ đồng vị phóng xạ phân rã.

Công Nghệ Đột Phá

Trong bối cảnh nhu cầu về nguồn năng lượng sạch ngày càng tăng, pin hạt nhân trở thành một lựa chọn hấp dẫn, nhất là với khả năng hoạt động bền vững lâu dài. Tuy nhiên, đồng vị phóng xạ alpha từ lâu đã được xem là một thách thức lớn đối với việc phát triển pin vi hạt nhân. Với năng lượng phân rã cao từ 4 - 6 mega electron volt (MeV), đồng vị alpha có tiềm năng mạnh mẽ so với đồng vị beta, nhưng cũng gặp khó khăn do hiệu ứng tự hấp thụ, làm giảm công suất thực tế.

Nhóm nghiên cứu, do Wang Shuao từ Đại học Đông Ngô dẫn đầu, đã thiết kế một loại pin hạt nhân với lớp tích hợp, hoạt động tương tự như pin quang điện. Họ kết hợp bộ biến đổi năng lượng và polymer bao quanh đồng vị để tối ưu hóa việc sử dụng phóng xạ alpha. Với chỉ 11 micro curie từ đồng vị 243Am, họ đã tạo ra phát quang phóng xạ và chuyển đổi năng lượng thành điện.

Kết Quả Thí Nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy công suất điện đạt 11,88 nanowatt với hiệu suất biến đổi năng lượng từ quá trình phân rã thành ánh sáng đạt 3,43%. Thiết bị này có tuổi thọ cực dài và ổn định với hiệu suất không bị ảnh hưởng nhiều bởi biến động nhiệt độ. Pin thí nghiệm có tổng hiệu suất biến đổi điện đạt 0,889% và sản sinh 139 microwatt/curie, cao gấp 8.000 lần so với cấu trúc pin thông thường.

Tác Động Đến Tương Lai

Đột phá này không chỉ đáp ứng nhu cầu phát triển hạt nhân bền vững và an toàn của Trung Quốc mà còn mở ra giải pháp mới để tận dụng chất thải hạt nhân. Điều này có thể cách mạng hóa cách chúng ta tiếp cận năng lượng và bảo vệ môi trường trong tương lai.