Nuklearbatterie hält ein Leben lang: Smartphones müssen nie wieder aufgeladen werden

Ausgestattet mit einer nuklearen Batterie würden Herzschrittmacher, Smartphones und andere elektromische Kleingeräte die Stromversorgung für Jahrzehnte sicherstellen. Su-Il In, Professor für Energietechnik am Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology in Südkorea, hat jetzt einen solchen Speicher vorgestellt. Als „Brennstoff“ dient das Kohlenstoffisotop 14 (C14), das Betastrahlen emittiert, und das über eine extrem lange Zeit. Nach 5730 Jahren ist erst die Hälfte der Atome zerfallen. Mindestens so lange ist eine solche Batterie nutzbar. In wählte C14, weil es Betastrahlen emittiert, die einfach aus einem Schwall hochenergetischer Elektronen bestehen, die sich mit einer dünnen Aluminiumfolie abschirmen lassen. sodass sie nicht gefährlich werden können.

Aus gefährlichen werden nützliche Elektronen

Die hochenergetischen Elektronen werden von einem Halbleiter auf Titandioxidbasis eingefangen, einem Material, das in bestimmten Solarzellen und als Weißmacher in Farben verwendet wird, und mit einem Farbstoff auf Rutheniumbasis sensibilisiert worden ist. Zitronensäure sorgt dafür, dass die beiden Komponenten fest zusammenhalten. Der Farbstoff emittiert als Reaktion auf den Einfang hochenergetischer Elektronen, die ionisierend wirken und damit gesundheitsschädlich sind, „normale“ Elektronen, die das Titandioxid einsammelt und weiterleitet, sodass sie als elektrischer Strom genutzt werden können.

Wirkstoff stammt aus Atommüll

„Wir können diese Batterien so klein bauen, dass sie in Geräte von der Größe eines Fingers passen“, sagt In. C14 entsteht beim Zerfall von Uran und Plutonium in Kernkraftwerken. In Wiederaufarbeitungsanlagen, wie sie Russland, die USA, Frankreich und Großbritannien betreiben, kann dieser radioaktive Kohlenstoff aus dem Atommüll abgetrennt werden.

Derartige Nuklearbatterien könnten auch als unerschöpfliche Stromquelle für Elektroautos genutzt werden, allerdings nicht im aktuellen Entwicklungsstadium. Die Effektivität ist so gering, dass die Speicher mehr Platz beanspruchen würden als in einem Fahrzeug zur Verfügung steht. In ist allerdings sicher, dass er den Wirkungsgrad noch verbessern kann.

Chinesen versuchen es mit Americium

Vor einem Jahr schon haben chinesische Wissenschaftler eine Nuklearbatterie vorgestellt, die mit dem Alpha-Strahler Americium arbeitet. Auch diese gesundheitsgefährdenden Strahlen lassen sich einfach abschirmen, solch mit einem Blatt Papier. Die Alpha-Strahlen treffen auf ein Polymer, das darauf mit der Emission von grünem Licht reagiert. Dieses wandelt eine Solarzelle in Strom um. Die Americium-Atome brauchen allerdings nur 14,4 Jahre, um zur Hälfte zu zerfallen. Eine solche Batterie hat also eine kürzere Lebensdauer. Americium lässt sich, wie C14, aus Atommüll gewinnen.

via New Atlas