Elektroniska enheter blir mindre, mer uppkopplad, och mer kraftfull; och de har fortfarande en sak gemensamt:de behöver energi för att fungera. Även miniatyrimplanterbara medicinska apparater och fjärranslutna Internet-of-Things-sensorer behöver en viss mängd ström för att fungera, gör det till en utmaning att designa lika litet, effektiv, och hållbara batterier för dem.

Ett av alternativen som potentiellt skulle kunna vara svaret på dessa problem är den "betavoltaiska cellen". Dessa celler är en typ av strömkälla som liknar fotovoltaiska celler som, istället för att producera en elektrisk ström genom att fånga synligt eller ultraviolett ljus, skapar elektricitet med hjälp av en typ av strålning (beta-sönderfall) som genereras internt av ett radioaktivt material. Det största problemet med befintliga betavoltaiska celler är deras låga konverteringseffektivitet. Detta innebär att endast en mycket liten del av den emitterade strålningen kan omvandlas till elektrisk energi.

I en nyligen publicerad studie publicerad i Kemisk kommunikation och vald som omslagsbild till julinumret, forskare från Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) i Korea, ledd av prof Su-Il In, utforska en ny teknik för att öka prestandan hos betavoltaiska celler. För att uppnå detta, de tog en sida från en teknik som tidigare använts i solcellsceller:sensibiliserande färgämnen. I den föreslagna betavoltaiska cellen, elektronerna i ruteniumbaserat färgämne som används är "känsliga" för betastrålningen som sänds ut av det radioaktiva källmaterialet. Detta innebär att elektroner i färgämnet lättare exciteras till högre energitillstånd, vilket gör det lättare för dem att sedan hoppa från färgämnet till materialet på batteriets andra pol, sålunda slutföra en krets.

Prestandan för deras cell verifierades experimentellt och visade sig vara ganska lovande, som prof i anmärkningar, "Än så länge, vår färgämnessensibiliserade betavoltaiska cell är den första som applicerar färg för att uppnå hög omvandlingseffektivitet för strålning till ström." hållbar, och effektiva betavoltaiska enheter skulle kunna öppna upp mycket designutrymme för små elektroniska enheter. Spännande över resultatet, Prof In avslutar, "Vi utforskar en ny horisont inom området betavoltaiska enheter, och vi förutspår att ännu högre effektivitet kommer att vara möjlig genom ytterligare modifieringar, skapa nya möjligheter inom kärnkraftsbatterier."