Robert Klatt
Forscher haben die weltweit erste Diamantbatterie aus Kohlenstoff-14-Isotopen, die normalerweise Atommüll sind, entwickelt. Die Batterie kann Geräte für tausende Jahre mit Energie versorgen.
Abingdon-on-Thames (England). Wissenschaftler der Universität Bristol und der United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA) haben die weltweit erste Kohlenstoff-14-Diamantbatterie entwickelt. Die innovative Batterie nutzt das radioaktive Isotop Kohlenstoff-14 (Carbon-14), das in der Forschung vor allem zur Radiokohlenstoffdatierung verwendet wird, um Energie bereitzustellen. Laut den Entwicklern hat der neue Batterietyp das Potenzial dazu, Geräte über extreme lange Zeiträume zu versorgen.
„Diamantbatterien bieten eine sichere, nachhaltige Möglichkeit, kontinuierlich Mikrowatt-Leistungen zu liefern. Sie sind eine aufstrebende Technologie, die einen künstlich hergestellten Diamanten nutzt, um kleine Mengen an Kohlenstoff-14 sicher zu kapseln.“
Das Isotop Carbon-14 fällt normalerweise in Atomkraftwerken als Atommüll an. Diese nutzen in ihren Reaktoren Graphit, eine natürliche Erscheinungsform von Kohlenstoff, um die nukleare Kettenreaktion des radioaktiven Materials zu kontrollieren. Dabei wird ein Teil des Kohlenstoffs in das radioaktive Isotop C-14 umgewandelt, wenn es Kontakt mit der Strahlung hat.
Wie die Forscher erklären, haben sie C-14-Blöcke aus einem Atomkraftwerk stark erhitzt. Die äußere Graphitschicht wurde dadurch zu einem Gas, das unter hohem Druck und einer hohen Temperatur zu einem Diamanten gepresst wurde. Dieser künstliche Diamant aus dem Isotop Carbon-14, dessen Halbwertszeit bei 5.730 Jahren liegt, gibt dauerhaft Strahlung ab. Die Diamantbatterie wandelt diese sich schnell fortbewegenden Elektronen aus der Diamantstruktur dauerhaft in elektrischen Strom um.
Laut den Wissenschaftler hat die Diamantbatterie unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten. Biokompatible Diamantbatterien könnten in medizinischen Geräten wie Augenimplantaten, Hörgeräten oder Herzschrittmachern eingesetzt werden. Dadurch könnten Ersatzintervalle minimiert und Patienten vor unnötigen Belastungen geschützt werden.
Denkbar ist außerdem ein Einsatz unter extremen Bedingungen, wo der Austausch herkömmlicher Batterien unpraktisch ist, etwa im Weltraum. Die Leistung reicht aus, um aktive Radiofrequenz-Tags (RF-Tags) mit Strom zu versorgen, die sowohl auf der Erde als auch im Weltraum zur Identifikation und Nachverfolgung von Geräten verwendet werden. Die Batterie eignet sich damit beispielsweise für Raumfahrzeuge, die über Jahrzehnte betrieben werden.
„Unsere Mikroleistungstechnologie kann ein breites Spektrum wichtiger Anwendungen unterstützen, von Raumfahrttechnologien und Sicherheitsgeräten bis hin zu medizinischen Implantaten. Wir freuen uns darauf, diese Möglichkeiten in Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung in den nächsten Jahren weiter zu erforschen.“