Opracowana bateria działa na zasadzie dwustopniowej konwersji energii. Proces rozpoczyna się od absorpcji promieniowania gamma emitowanego przez odpady nuklearne przez specjalne kryształy scyntylacyjne. Kryształy te mają wyjątkową właściwość – po pochłonięciu wysokoenergetycznego promieniowania jonizującego emitują światło widzialne. W drugim etapie emitowane światło jest przechwytywane przez ogniwa fotowoltaiczne (słoneczne), które przekształcają je w prąd elektryczny.

Ten dwustopniowy proces przypomina mechanizm działania przedmiotów świecących w ciemności, z tą istotną różnicą, że zamiast pochłaniania światła słonecznego system wykorzystuje wysokoenergetyczne promieniowanie gamma. Co ważne sama bateria nie zawiera materiałów radioaktywnych, co czyni ją bezpieczną w obsłudze – wykorzystuje jedynie promieniowanie gamma obecne w otoczeniu.

Konstrukcja prototypu:
Prototyp opracowany przez naukowców jest zaskakująco mały – ma objętość zaledwie 4 cm³, co można porównać do wielkości kostki cukru. Mimo niewielkich rozmiarów urządzenie wykazuje imponującą zdolność do przetwarzania promieniowania na użyteczną energię elektryczną. Kluczowym elementem konstrukcji są wspomniane wcześniej kryształy scyntylacyjne – materiały o wysokiej gęstości, które stanowią pierwszy etap konwersji energii.

Badacze przeprowadzili testy prototypu w Laboratorium Reaktorów Jądrowych Uniwersytetu Stanowego w Ohio, używając dwóch różnych izotopów promieniotwórczych: cezu-137 oraz kobaltu-60. Wybór tych pierwiastków nie był przypadkowy – są one typowymi produktami ubocznymi reakcji jądrowych i często występują w zużytym paliwie jądrowym. Wyniki testów pokazały, że przy ekspozycji na cez-137 bateria wygenerowała 288 nanowatów mocy. W przypadku silniejszego źródła promieniowania – kobaltu-60 – moc wzrosła do 1,5 mikrowata.

Te wartości mocy są wprawdzie znacznie niższe niż te generowane przez standardowe źródła zasilania używane w gospodarstwach domowych, jednak naukowcy podkreślają, że są wystarczające do zasilania mikroelektronicznych systemów, takich jak mikrochipy czy sprzęt awaryjny. Profesor Raymond Cao, który kierował badaniami, określił te wyniki jako przełomowe pod względem mocy wyjściowej.


20250412 AD.