韓國大邱慶北科學技術院(DGIST)的申秀日教授團隊近日取得重大突破，他們研發的鈣鈦礦貝塔伏特電池(PBC)或將徹底改變微型設備供能方式。這種新型核電池採用放射性碳14(¹⁴C)與鈣鈦礦材料的創新組合，能在不充電的情況下為微型設備持續供電數十年甚至更久。
研究團隊創造性地將碳14納米顆粒與量子點(14CNP/CQD)作為電極材料，並採用甲基氯化銨(MACl)和氯化銫(CsCl)雙重添加劑強化鈣鈦礦薄膜結構。這種設計使電子遷移率提升驚人的56,000倍，測試中實現持續9小時的最大連續輸出。
「這是全球首次成功將鈣鈦礦材料整合進貝塔伏特電池，」研究團隊強調。該技術利用碳14衰變釋放的貝塔粒子(β射線)發電，其輻射強度連人體皮膚都無法穿透，鋁箔即可隱藏，具有絕對生物安全性。申教授解釋：「選擇碳14正是因為它僅釋放β射線」。這種核反應堆副產物不僅成本低廉，其超長半衰期更可實現「千年級」供電。
為提升能量轉換效率，團隊在二氧化鈦半導體(常見於太陽能電池)表面引入釕基染料，並通過檸檬酸處理強化結合。當β射線撞擊染料分子時，會引發雪崩式電子反應，經電路收集形成電流。創新性的「雙極碳14」設計(正負極均含放射源)將能量轉換效率從傳統型號的0.48%提升至2.86%。
儘管當前輸出功率仍低於鋰離子電池，申教授指出：「通過優化放射源形態和吸收材料，效能還有巨大提升空間。」研究團隊已著手加速這項技術的商業化進程，目標應用於心臟起搏器、深空探測器及軍用無人機等極端環境設備。「我們可以將安全的核能裝進手指大小的裝置，」申教授如此描述其應用潛力。
參與研究的博士生李俊浩表示：「雖然每天面臨看似不可能的技術挑戰，但想到國家能源安全與此息息相關，我們就充滿使命感。」這項突破性研究標誌著人類在微型長效能源領域邁出關鍵一步，或將開啟「永不充電」的物聯時代。
