エネルギーハーベスティング：コアレッセントエネルギー変換体に基づくマイクロ原子力電池
Nature 633, 8031 doi: 10.1038/s41586-024-07933-9
マイクロ原子力電池は、放射性同位体の放射性崩壊のエネルギーを利用して、典型的にはナノワットやマイクロワットの範囲での小さな規模で電気を発生させる。化学電池とは対照的に、マイクロ原子力電池の寿命は、使用される放射性同位体の半減期と結び付いており、それによって数十年に及ぶ動作寿命が可能になる。さらに、放射性崩壊は温度、圧力、磁場などの環境要因の影響を受けないので、マイクロ原子力電池は従来の電池では交換が実用的でないまたは困難と分かっているシナリオにおいて、長持ちする信頼できる電源となる。アメリシウムの一般的な放射性同位体（241Amと243Am）は、半減期が数百年以上のα崩壊放射体である。従来構造のマイクロ原子力電池は、自己吸収が激しく高効率のα崩壊エネルギー変換が妨げられるため、α放射性同位体系マイクロ原子力電池の開発が困難になっている。今回我々は、発光性ランタノイド配位ポリマーに243Amを導入することによって、コアレッセントエネルギー変換体（coalescent energy transducer）を内蔵したマイクロ原子力電池構造を提示する。これにより、放射性同位体とエネルギー変換体が分子レベルで結合する結果、従来構造と比較してα崩壊エネルギーから持続的自己発光へのエネルギー変換効率が8000倍増強された。自己発光を電気に変換する光起電力電池と併せて実装したところ、総電力変換効率が0.889％、放射能当たりの電力（power per activity）が139 μW Ci−1という新しいタイプの放射性光起電マイクロ原子力電池（radiophotovoltaic micronuclear battery）が得られた。
