أعلن فريق بحثي من معهد “دي جي آي إس تي” (DGIST) في كوريا الجنوبية عن إنجاز علمي بارز يتمثل في تطوير أول خلية “بيتا فولتية” هجينة من الجيل الجديد، قادرة على توليد طاقة مستقرة وطويلة الأمد دون الحاجة لإعادة الشحن.
وتتكوّن الخلية من طبقة فائقة الدقة من مادة البيروفسكايت مع قطب كهربائي يحتوي على نظائر مشعة من الكربون-14، وهو تصميم مبتكر يمهد لاستخدامها في تطبيقات تحتاج إلى مصادر طاقة موثوقة على مدى زمني طويل، مثل الأجهزة الطبية المزروعة، واستكشاف الفضاء، والتقنيات العسكرية.
وبحسب ما نشرته مجلة Chemical Communications، نجح الفريق في تحقيق أداء غير مسبوق من خلال إدخال نقاط كمية من الكربون-14 وتحسين بنية بلورات البيروفسكايت باستخدام مواد إضافية مثل كلوريد ميثيل الأمونيوم وكلوريد السيزيوم، ما أدى إلى رفع كفاءة انتقال الشحنات وزيادة حركة الإلكترونات بنسبة بلغت 56 ألف ضعف مقارنة بالخلايا التقليدية.
وتميّزت الخلية الناتجة بقدرتها على إنتاج طاقة مستقرة خلال تسع ساعات من التشغيل المتواصل، وهو ما يمثل تقدمًا مهمًا في مجال تقنيات الطاقة الدقيقة، خاصة في ظل التحديات التي تواجه البطاريات التقليدية من حيث العمر المحدود وتأثرها بالظروف البيئية كالرطوبة والحرارة.
تُعد خلايا بيتا الفولتية من المصادر النووية الصغيرة للطاقة، حيث تعتمد على التقاط جسيمات بيتا الناتجة عن التحلل الإشعاعي الطبيعي، دون أن تُسبب ضررًا بيولوجيًا، إذ لا يمكن لتلك الجسيمات اختراق الجلد.
وقال البروفيسور سو-إيل إن، الذي قاد فريق البحث، إن هذه التجربة تُعد أول إثبات عملي على إمكانية استخدام خلايا بيتا الفولتية في الواقع، مؤكدًا أن الفريق يعمل حاليًا على تطوير نسخة مصغرة منها ونقل التكنولوجيا إلى مراحل إنتاجية مستقبلية.
وأضاف جون هو لي، أحد الباحثين المشاركين في المشروع: “نعمل بدافع الإحساس بالمسؤولية تجاه مستقبل أمن الطاقة، رغم صعوبة التحديات اليومية التي تواجهنا”.
وقد أُنجز هذا المشروع بدعم من وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات في كوريا الجنوبية، إلى جانب برنامج N-HRHR 2024 التابع للمديرية العامة لعلوم التكنولوجيا.