I dispositivi elettronici stanno diventando più piccoli, più connesso, e più potente; e hanno ancora una cosa in comune:hanno bisogno di energia per funzionare. Anche i dispositivi medici impiantabili in miniatura e i sensori remoti dell'Internet delle cose necessitano di una certa quantità di energia per funzionare, rendendo una sfida per progettare ugualmente piccolo, efficiente, e batterie durevoli per loro.

Una delle alternative che potenzialmente potrebbe essere la risposta a questi problemi è la "cella betavoltaica". Queste celle sono un tipo di fonte di energia simile alle celle fotovoltaiche che, invece di produrre una corrente elettrica catturando la luce visibile o ultravioletta, crea elettricità utilizzando un tipo di radiazione (decadimento beta) generata internamente da un materiale radioattivo. Il problema più grande con le celle betavoltaiche esistenti è la loro bassa efficienza di conversione. Ciò significa che solo una piccolissima parte della radiazione emessa può essere convertita in energia elettrica.

In un recente studio pubblicato su Comunicazioni chimiche e selezionato come immagine di copertina del numero di luglio, scienziati del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) in Corea, guidato dal Prof Su-Il In, esplorare una nuova tecnica per aumentare le prestazioni delle celle betavoltaiche. Per realizzare questo, hanno preso una pagina da una tecnica precedentemente utilizzata nelle celle fotovoltaiche:i coloranti sensibilizzanti. Nella cella betavoltaica proposta, gli elettroni nel colorante a base di rutenio utilizzato sono "sensibili" alla radiazione beta emessa dal materiale sorgente radioattivo. Ciò significa che gli elettroni nel colorante vengono eccitati più facilmente in stati energetici più elevati, rendendo più facile per loro saltare poi dal colorante al materiale sull'altro polo della batteria, completando così un circuito.

Le prestazioni della loro cella sono state verificate sperimentalmente e si sono rivelate piuttosto promettenti, come osserva il prof In, "Finora, la nostra cella betavoltaica sensibilizzata al colorante è la prima ad applicare il colorante per ottenere un'elevata efficienza di conversione da radiazione a corrente." La prospettiva di piccole, durevole, ed efficienti dispositivi betavoltaici potrebbero aprire molto spazio di progettazione per piccoli dispositivi elettronici "set and forget". Entusiasta dei risultati, Il prof In conclude, "Esploriamo un nuovo orizzonte nel campo dei dispositivi betavoltaici, e prevediamo che saranno possibili efficienze ancora più elevate attraverso ulteriori modifiche, creare nuove opportunità nel campo delle batterie nucleari".