Kohlenstoff-14, ein Isotop, das zur Datierung archäologischer Objekte verwendet wird, könnte bald unsere Geräte für mehrere tausend Jahre mit Energie versorgen. Ein britisches Team scheint eine Antwort gefunden zu haben, indem es eine Batterie entwickelt hat, die den radioaktiven Zerfall dieses Elements nutzt, um sicher und nachhaltig Energie zu erzeugen.
Kohlenstoff-14-Batterieprobe in einer Diamantstruktur.
Bildquelle: Universität Bristol
Die Forscher der Universität Bristol und der britischen Atomenergiebehörde (UKAEA) haben eine neuartige Batterie entwickelt, die auf Kohlenstoff-14 basiert. Dieses Isotop, bekannt für seine Halbwertszeit von 5.700 Jahren, ermöglicht es dieser Batterie, einen Großteil ihrer Energie über Jahrtausende zu halten. Diese außergewöhnliche Langlebigkeit wird durch den natürlichen Zerfall von Kohlenstoff-14 erreicht, der von einem Diamantgehäuse aufgefangen wird.
Diamant, eines der widerstandsfähigsten Materialien, spielt eine Schlüsselrolle für die Sicherheit dieser Batterie. Es fängt die durch den Zerfall von Kohlenstoff-14 freigesetzten Strahlungen ein und gewährleistet, dass die erzeugten schnellen Elektronen der Umwelt nicht schaden. Diese Energiequelle ist daher theoretisch vollkommen sicher.
Ein bemerkenswertes Merkmal dieser Batterie ist ihr Potenzial, Geräte mit Energie zu versorgen, bei denen ein einfacher Batteriewechsel schwierig ist. Beispielsweise im Weltraum oder in medizinischen Implantaten, wo langfristige Zuverlässigkeit entscheidend ist.
Biomedizinische Implantate wie Herzschrittmacher oder Hörprothesen könnten durch diese Batterie betrieben werden, ohne dass ein Austausch erforderlich wäre. Dies könnte chirurgische Eingriffe und Risiken für Patienten reduzieren – ein bedeutender Fortschritt im medizinischen Bereich.
Diese Batterie wäre ebenfalls ideal für Weltraummissionen. Aktuell nutzen Sonden wie Voyager 1 und 2 nukleare Generatoren für ihren Betrieb, deren Energiekapazität jedoch innerhalb weniger Jahrzehnte erschöpft ist. Eine Kohlenstoff-14-Batterie hätte hingegen eine deutlich längere Lebensdauer.
Durch die Wiederverwendung von aus nuklearen Abfällen gewonnenem Kohlenstoff-14 bietet diese Innovation eine Möglichkeit, eine Ressource zu recyceln und gleichzeitig die Menge an weltweitem Atommüll zu reduzieren.
Derzeit laufen Forschungen zur Verbesserung dieser Technologie, die experimentell eine Leistung im Mikrowatt-Bereich liefert. Die Möglichkeiten, die durch diese Batterien eröffnet werden, sind enorm und könnten unsere Art, langfristige Energie zu nutzen, grundlegend verändern.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: University of Bristol