Sắp có pin hạt nhân sử dụng cả thập kỷ không cần sạc

Pin lithium-ion (Li-ion), đang được sử dụng rộng rãi trong điện thoại và xe điện, có tuổi thọ hạn chế và phải sạc thường xuyên. Quá trình này không chỉ gây bất tiện cho người dùng mà còn gây ảnh hưởng đến môi trường do việc khai thác và xử lý chất thải.

Pin betavoltaic nhỏ nhạy sáng với thuốc nhuộm có chứa radiocarbon ở cả cực âm và cực dương, giúp tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng. (Nguồn: Interesting Engineering)

Nhằm tìm kiếm một giải pháp bền vững hơn, các nhà khoa học tại Viện Khoa học & Công nghệ Daegu Gyeongbuk (DGIST), Hàn Quốc, đã phát triển nguyên mẫu pin hạt nhân sử dụng radiocarbon. Loại pin này hứa hẹn cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhỏ trong nhiều thập kỷ mà không cần sạc.

Theo giáo sư Su-Il In, thành viên Hiệp hội Hóa học Hoàng gia Anh cho biết, radiocarbon, một sản phẩm phụ của nhà máy điện hạt nhân, có chi phí thấp, sẵn có và dễ tái chế. Điều quan trọng nhất là nó có chu kỳ bán rã 5.730 năm, giúp duy trì năng lượng trong thời gian dài.

Pin hạt nhân radiocarbon không cần sạc và được bảo vệ bằng vỏ nhôm, giúp ngăn chặn bức xạ rò rỉ. Điều này khiến loại pin này trở thành lựa chọn cho các thiết bị cần độ bền cao như cảm biến xa, thiết bị không gian và máy trợ tim.

Hơn nữa, so với pin Li-ion, pin radiocarbon thân thiện với môi trường hơn vì giúp giảm lượng chất thải hạt nhân và không gây ô nhiễm trong quá trình khai thác.

Bên cạnh đó, pin này không cần sạc lại và lớp vỏ nhôm đảm bảo không có bức xạ rò rỉ, giúp nó an toàn tuyệt đối cho người dùng.

“Pin hạt nhân ổn định, không gây cháy nổ, hoạt động bền bỉ ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao hoặc cực lạnh,” ông nói.

Điều này giúp loại pin này trở thành lựa chọn lý tưởng cho cảm biến từ xa, thiết bị không gian hoặc máy trợ tim – có thể hoạt động suốt đời mà không cần phẫu thuật thay thế. Bên cạnh đó, pin radiocarbon còn thân thiện với môi trường hơn so với pin Li-ion, vốn gây ô nhiễm từ quá trình khai thác và thải bỏ.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết thiết kế betavoltaic hiện tại chỉ chuyển đổi được một phần nhỏ năng lượng phân rã phóng xạ thành điện năng. Họ đang tìm cách tối ưu hóa hình dạng bộ phát tia beta và cải thiện bộ hấp thụ để tăng hiệu suất.

THANH TRÀ (Nguồn: Interesting Engineering)