Radioaktive Kohlenstoffbatterie für lang anhaltende Energie

Der Durchbruch wurde kürzlich auf einer Tagung der American Chemical Society von Su-Il In vom südkoreanischen Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology vorgestellt. "Ich habe mich für ein radioaktives Kohlenstoffisotop entschieden, weil es nur Betastrahlen erzeugt", sagte Dr. In.

Betastrahlen sind Hochgeschwindigkeitselektronen, die sich leicht abschirmen lassen, was Kohlenstoff-14 zu einer sicheren Wahl für Miniatur-Kernbatterien macht. Der Prototyp ist so konzipiert, dass er durch einen betavoltischen Prozess einen stetigen Stromfluss erzeugt: Die vom Radiokohlenstoff emittierten Elektronen treffen auf einen Titandioxid-Halbleiter, der dann Strom durch einen externen Schaltkreis leitet.

Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien, die sich mit der Zeit abbauen und häufig aufgeladen werden müssen, könnten diese Nuklearbatterien eine wesentlich längere Lebensdauer haben. "Die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien ist nahezu gesättigt", erklärt Dr. In.

Auch die Auswirkungen auf die Umwelt sind ein Faktor. Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist mit Bergbau, hohem Energieverbrauch und hohem Wasserverbrauch verbunden. Im Gegensatz dazu könnten Radiokohlenstoffbatterien den Bedarf an solch intensiver Ressourcennutzung verringern - insbesondere bei kleinen, kritischen Anwendungen.

Dr. In sieht ein großes Potenzial in der Medizintechnik. "Wir können sichere Kernenergie in Geräte von der Größe eines Fingers einspeisen", sagte er. Geräte wie Herzschrittmacher könnten ein Leben lang funktionieren und wiederholte Operationen zum Batteriewechsel vermeiden.

Die Energieeffizienz muss zwar noch verbessert werden, aber die Forscher sagen, dass diese Technologie einen neuen Weg für die Stromversorgung von Elektronikgeräten bieten könnte - vor allem dort, wo Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und minimale Wartung wichtig sind.