Radioactieve koolstofbatterij voor langdurige energie

De doorbraak werd op een recente bijeenkomst van de American Chemical Society gepresenteerd door Su-Il In van het Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology in Zuid-Korea. "Ik besloot een radioactieve isotoop van koolstof te gebruiken omdat deze alleen bètastralen genereert," zei Dr. In.

Bètastralen zijn elektronen met een hoge snelheid die gemakkelijk kunnen worden afgeschermd, waardoor koolstof-14 een veilige keuze is voor miniatuurbatterijen in kernenergie. Het prototype is ontworpen om een constante stroom elektriciteit te produceren via een betavoltaïsch proces: elektronen die worden uitgezonden door de radiokoolstof slaan in op een titaniumdioxide halfgeleider, die vervolgens stroom door een extern circuit stuurt.

In tegenstelling tot lithium-ionbatterijen, die na verloop van tijd degraderen en vaak moeten worden opgeladen, zouden deze nucleaire batterijen een veel langere levensduur kunnen hebben. "De prestaties van Li-ion-batterijen zijn bijna verzadigd", legt Dr. In uit.

De impact op het milieu is ook een factor. De productie van lithium-ion batterijen gaat gepaard met mijnbouw, veel energieverbruik en een hoog waterverbruik. Daarentegen zouden radiokoolstofbatterijen de noodzaak van een dergelijk intensief gebruik van hulpbronnen kunnen verminderen, vooral in kleine, kritische toepassingen.

Dr. In ziet een groot potentieel in medische technologie. "We kunnen veilige kernenergie stoppen in apparaten ter grootte van een vinger," zei hij. Apparaten zoals pacemakers zouden levenslang kunnen werken, waardoor herhaalde operaties voor het vervangen van batterijen vermeden worden.

Hoewel de energie-efficiëntie nog moet worden verbeterd, zeggen onderzoekers dat deze technologie een nieuwe manier kan zijn om elektronica van stroom te voorzien, vooral wanneer betrouwbaarheid, een lange levensduur en minimaal onderhoud essentieel zijn.