Wissenswert: Diamant-Nuklearbatterie soll 28.000 Jahre Strom liefern (12.April 2021)

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„Unbegrenzte“ Lebensdauer: Diamant-Nuklearbatterie soll 28.000 Jahre Strom liefern

Eine neue Akkutechnologie erzeugt mithilfe von Nanodiamanten aus nuklearem Abfall Strom. Die betavoltaische Batterie soll bis zu 28.000 Jahre Energie liefern.

Bei aktuellen Akkutechnologien kommt es oft bereits nach zwei bis drei Jahren intensiver Nutzung zu deutlichen Verschleißerscheinungen, die sich in sinkenden Kapazitäten bemerkbar machen.

Das kalifornische Start-up Nano Diamond Battery (NDB) hat nun einen Akku mit einer praktisch unendlichen Lebensdauer vorgestellt. Laut eines Berichts von Popular Mechanics soll die betavoltaische Batterie bis zu 28.000 Jahre Strom liefern.

Das dazu benutzte Konzept einer diamantbasierten Nuklearbatterie wurde 2016 erstmals öffentlich von der University of Bristol vorgestellt. NDB arbeitet laut Unternehmensangaben bereits seit 2012 an der Erfindung. Außerdem forscht derzeit Arkenlight, ein Spin-off-Unternehmen der Universität, an einer entsprechenden Batterie.

Nuklearer Abfall erzeugt Strom

Die Nuklearbatterie basiert auf einkristallinen Nanodiamanten sowie nuklearem Abfall. Genutzt wird dazu Radiokarbon (Kohlenstoff-14), das in der Batterie Wärme abgibt.

Diese wird so schnell über die Diamanten (Kohlenstoff-12) abgeleitet, dass die Radioisotope die Wärme nicht absorbieren können. Dank der Halbleitereigenschaften der Nanodiamanten wird dabei elektrische Spannung erzeugt.

Laut NDB werden die einzelnen Stacks der Batterie aus Sicherheitsgründen mit mehrkristalligen Nanodiamanten überzogen. Diese sollen verhindern, dass die Batterie Strahlung abgibt und dass die Konstruktion mechanisch beschädigt wird.

Proof-of-Concept der Diamant-Nuklearbatterie

Die Entwicklung der Diamant-Nuklearbatterie ist laut NDB bereits weit fortgeschritten. Den Wissenschaftlern des Unternehmens soll bereits ein Proof-of-Concept geglückt sein, das die ausreichende Effizienz der Technologie belegt. Im nächsten Schritt soll ein Prototyp gefertigt werden. Die Marktreife sieht der ehrgeizige Zeitplan des Unternehmens bereits für 2023 vor.

Hohe Kosten und geringe Leistung

Neben der hohen Herstellungskosten der Diamant-Nuklearbatterie ist derzeit vor allem der geringe Energieoutput noch ein Problem. Eine Laufzeit von 28.000 Jahren ist zwar prinzipiell möglich, würde aber nur ausreichend Strom für Low-Power-Komponenten wie Sensoren oder Uhren liefern.

Damit auch andere Nutzungsszenarien mit der Diamant-Nuklearbatterie abgedeckt werden können, wäre es nötig, viele Stacks (Zellen) miteinander zu kombinieren. Langfristig soll dies laut NDB auch Akkus für Autos, medizinische Geräte und die Raumfahrt ermöglichen.

Außerdem ist eine Batterie für gängige Endkunden-Elektronik mit einer Laufzeit von neun Jahren geplant.

Quellen: PublicDomain/forschung-und-wissen.de am 08.04.2021

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