全球首創混合型貝塔伏打電池 免充電續航數十年

韓國大邱慶北科學技術院（DGIST）研究團隊成功開發出首款實用化次世代貝塔伏打電池，這項革命性技術採用碳-14放射性同位素與鈣鈦礦材料結合，開創了新能源領域的重要里程碑。

這項突破性技術將放射性同位素電極直接與高效率鈣鈦礦吸收層結合，研究團隊更進一步在電極中嵌入碳-14量子點，同時最佳化鈣鈦礦層結構，最終實現了極高的輸出穩定性與驚人的能量轉換效率。

該研究成果已發表於《化學通訊》期刊，由DGIST能源科學與工程學系Su-Il In教授領軍，在Kunwoo Lee校長支援下完成。這項技術最大的優勢在於可提供穩定、長效的電力供應，完全免除充電需求，特別適合太空探測、植入式醫療器材及軍事用途等需要長期自主供電的領域。

隨著電子裝置日益微型化與精密化，市場對無需頻繁充電的創新電源技術需求激增。現行主流電池技術，包括鋰電池與鎳氫電池，普遍存在使用壽命短、對溫度與濕度敏感等問題，在極端環境下可靠性大打折扣。相較之下，能穩定供電數年甚至數十年的貝塔伏打電池技術正成為強勁替代方案。

貝塔伏打電池運作原理是捕捉放射性物質自然衰變時釋放的貝塔粒子來發電，理論上可持續運作數十年無需維護。貝塔粒子還具有絕佳的生物安全性，因其無法穿透人體皮膚。然而，由於放射性材料處理難度高且材料穩定性要求嚴苛，這項技術的實用化進展一直相當有限。

為突破這些技術瓶頸，In教授團隊創新地將碳-14同位素電極與高效鈣鈦礦吸收層結合，開發出混合型量子貝塔伏打電池。研究人員透過新增甲基氯化銨（MACl）和氯化銫（CsCl）等新增劑，精確控制鈣鈦礦晶體結構，大幅提升了電荷傳輸特性。

實驗結果顯示，新型貝塔伏打電池的電子遷移率比傳統系統提高約56,000倍，在連續運作9小時後仍能保持穩定電力輸出，展現出卓越效能。

Su-Il In教授表示：「這項研究首次證實了貝塔伏打電池的實際應用可行性。我們計劃加速極端環境用次世代電源技術的商業化程序，並持續推動技術微型化與轉移。」共同第一作者、博士生Junho Lee補充道：「雖然研究過程中每天都要面對看似不可能的挑戰，但想到國家能源安全的未來與我們息息相關，就充滿了使命感。」

這項研究獲得韓國科學技術情報通訊部與DGIST 2024年N-HRHR計劃支援。研究團隊特別呼籲學界與產業界共同關注這項可能改變能源格局的突破性技術。