Çinli araştırmacılar, en az yarım yüzyıl radyasyona dayanabilen ve geleneksel tasarımlara göre üç kat daha fazla enerji verimliliği sağlayan yeni bir nükleer pil geliştirdiler. Xiamen Üniversitesi’nden Profesör Haisheng San ve Çin Atom Enerjisi Enstitüsü’nden araştırmacı Xin Li liderliğindeki ekip, pil performansını aşırı ortamlarda iyileştirmeyi amaçlıyor.
Nükleer pil uzun süre çalışma gerektiren yerlerde kullanılabilecek
Bilim insanlarına göre, özellikle uzay veya derin deniz altyapısı gibi aşırı koşullarda kullanılan geleneksel güç sistemleri, uzun vadeli güvenilirlik konusunda zorluk çekiyor. Araştırmacılar: “Geleneksel güç kaynakları (örneğin kimyasal piller, yakıt hücreleri ve fotovoltaik hücreler) uzun vadeli dayanıklılık, bakım gerektirmeyen çalışma ve sürekli kendi kendini idame ettirme yetenekleri gibi zorlu ortamların sıkı operasyonel taleplerini karşılayamıyor” dedi.
Sınırlı enerji yoğunlukları, çevresel faktörlere karşı duyarlılıkları ve periyodik bakıma ihtiyaç duymaları, uzun yıllar boyunca sürekli, gözetimsiz güç gerektiren görevler için bunları kullanışsız hale getiriyor. Şimdi, bu zorlukların üstesinden gelmek amacıyla araştırmacılar, dalga kılavuzu ışık konsantrasyonu (WLC) yapısı üzerine inşa edilmiş stronsiyum-90 radyo-fotovoltaik hücreleri (RPVC’ler) geliştirdiler.
enilikçi tasarım, çok katmanlı yığılmış GAGG: Ce (Seryum katkılı gadolinyum alüminyum galyum garnet) sintilasyon dalga kılavuzlarını stronsiyum-90 radyoizotoplarıyla birleştiriyor. GAGG: Ce, mükemmel foton algılama yetenekleriyle bilinen tek kristalli bir sintilatördür. 520 nanometre (nm) emisyon tepe noktasıyla, piyasadaki en parlak sintilatörlerden biridir. Kurulum, radyoaktif enerjiyi ışığa dönüştürüyor ve daha sonra bu ışığı elektrik üreten fotovoltaik hücrelere yönlendiriyor.
Performans denemelerinde, tek bir RPVC ünitesi mevcut RPVC tasarımlarından önemli ölçüde daha yüksek olan %2,96’lık bir enerji dönüşüm verimliliğine ulaştı. Ayrıca ekip, tek bir üniteden 48,9 mikrowatt (μW) çıkış elde edildiğini, çok modüllü versiyonun ise 3,17 miliwatt’a (mW) ulaştığını bildirdi. Prototip ayrıca 2,23 miliamper (mA) kısa devre akımı ve 2,14 volt (V) açık devre voltajı gösterdi. Bilim insanları: “Verimlilik ve kararlılık arasında denge sağlayan bir RPVC tasarladık ve ürettik” dedi.
