Ewige “Batterie: Diamantgerät verspricht Strom für über 5.000 Jahre
Wissenschaftler haben eine Kohlenstoff-14-Diamantbatterie entwickelt, die das Potenzial hat, Tausende von Jahren zu funktionieren und damit die herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien als nachhaltigere Option zu ersetzen.
Kohlenstoff-14 ist in der Archäologie weit verbreitet, da es dank seines vorhersehbaren Zerfalls alte Materialien genau datieren kann. Jetzt wurde es zur Entwicklung einer neuen Technologie verwendet, die eine große aktuelle Herausforderung lösen kann: die Haltbarkeit von Energiequellen.
Ein Forscherteam unter der Leitung von Sarah Clark von der britischen Atomenergiebehörde (UKAEA) und Professor Tom Scott von der Universität Bristol hat eine Batterie aus diamantverkapseltem Kohlenstoff-14 entwickelt, die eine Lebensdauer von 5.700 Jahren hat und effizienter ist als herkömmliche Lösungen.
Die neue Technologie dieser Batterie
Dieser neue Batterietyp verspricht, die herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien zu ersetzen und bietet eine nachhaltige und langlebige Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen.
Die innovative Technologie nutzt Kohlenstoff-14, ein radioaktives Isotop, das sich durch seine Fähigkeit auszeichnet, Betastrahlung, die beim Zerfall von Kohlenstoff-14 freigesetzt wird, direkt in Elektrizität umzuwandeln. Mit anderen Worten: Die Batterie erzeugt elektrischen Strom durch die beim Zerfall des Isotops freigesetzten Elektronen.
Diamantbatterien bieten eine sichere und nachhaltige Möglichkeit, kontinuierlich Mikrowattleistung zu liefern. Es handelt sich dabei um eine neue Technologie, bei der ein Industriediamant verwendet wird, um kleine Mengen von Kohlenstoff-14 sicher zu verkapseln", so Clark.
Diamant ist eine kristalline Form von Kohlenstoff, die extrem stabil und resistent gegen chemische oder physikalische Veränderungen ist. Wenn also Kohlenstoff-14 auf diese Weise eingekapselt wird, ist er vor Abbau und Wechselwirkungen mit der äußeren Umgebung geschützt, was seine Haltbarkeit erhöht.
Herausforderungen und Sachzwänge
Die Massenproduktion dieser Diamantbatterien steht vor großen Herausforderungen, vor allem wegen der Knappheit und der hohen Kosten von Kohlenstoff-14. Die Fortschritte bei der Verkapselung von Diamant haben jedoch gezeigt, dass diese Technologie ein großes Potenzial hat und eine echte Option für mehrere Sektoren darstellen könnte.
Darüber hinaus werden Nickel-63-Batterien, die nach einem ähnlichen Prinzip der Diamantverkapselung arbeiten, parallel entwickelt, was das Potenzial für die Anwendung dieser Technologie weiter erhöht.
Anwendungen für Diamantbatterien
Im medizinischen Bereich könnte diese Batterie die ultimative Lösung für implantierbare Geräte wie z. B. Herzschrittmacher sein, da sie nicht mehr häufig ausgetauscht werden muss - ein komplizierter und kostspieliger Prozess. Mit ihrer Langlebigkeit von Tausenden von Jahren könnte die Batterie ein ganzes Leben lang ohne Wartung funktionieren.
In der Raumfahrt werden bei Raumsonden thermoelektrische Generatoren eingesetzt, die auf Plutonium-238 basieren und mit der Zeit an Effizienz verlieren. Mit Diamantbatterien könnten künftige Weltraummissionen leichter, schneller und langlebiger sein, weniger häufige Wartung und Austausch erfordern und effizienter sein.
Quellenhinweis:
- 'Bateria eterna': cientistas revelam dispositivo feito de diamante que promete energia por 5.700 anos. 07 de dezembro, 2024. O Globo.
- O que é a bateria de diamante, que promete gerar energia por mais de 5 mil anos. 06 de dezembro, 2024. Luiza Vilela.
- Scientists and engineers produce world's first carbon-14 diamond battery with potential lifespan of thousands of years. 04 de dezembro, 2024. University of Bristol.