Neue Generation von Kernbatterien mit 5730 Jahren Lebensdauer in China entwickelt

Chinesische Wissenschaftler haben eine kompakte Kernbatterie der neuen Generation auf Basis des Kohlenstoff-14-Isotops vorgestellt, von der ein massiver Umbruch im Energiesektor erwartet wird. Dieses Gerät hat eine Lebensdauer von mehreren tausend Jahren und könnte revolutionäre Veränderungen in Bereichen bewirken, in denen eine langfristige Wartung unmöglich ist. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .

Das von Forschern der Northwest Normal University in Zusammenarbeit mit Gansu Zhulong Technology entwickelte System trägt den Namen Qianjiyuan Tianshu. Laut ixbt.com ist die neue Entwicklung leistungsfähiger und kompakter als frühere Projekte des Teams und zeichnet sich dadurch aus, dass sie vollständig auf Chinas eigener technologischer Basis geschaffen wurde.

Funktionsprinzip und Vorteile der Technologie

Die Basis der Batterie beruht auf dem radioaktiven Kohlenstoff-14-Isotop und einem Siliziumkarbid-Halbleiter (SiC). Im Gegensatz zu herkömmlichen Radioisotopengeneratoren wandelt diese Technologie keine Wärme in Strom um. Stattdessen wird die Energie der Betastrahlung direkt in elektrischen Strom umgewandelt. Die Entwickler vergleichen diesen Prozess mit Solarpaneelen: Nur dass hier anstelle von Lichtphotonen die durch den Zerfall von Kohlenstoff-14 erzeugten Elektronen in der Halbleiterschicht einen konstanten Strom erzeugen.

Die technischen Daten des Geräts bestätigen seine Einzigartigkeit. Das Volumen der Batterie beträgt nur 16,8 Kubikzentimeter. Sie liefert eine Spannung von 2,06 V und eine Stromstärke von 0,713 mkA bei einer maximalen Leistung von 1,13 mkW. Obwohl dies nicht ausreicht, um Smartphones zu betreiben, ist es ideal für spezielle Sensoren, die über Jahrzehnte hinweg kontinuierlich arbeiten müssen.

Anwendungsbereiche und Perspektiven

Die Halbwertszeit des Kohlenstoff-14-Isotops beträgt etwa 5730 Jahre. Das bedeutet, dass solche Energiequellen das Potenzial haben, über mehrere Jahrhunderte stabil zu arbeiten. Wissenschaftler planen, diese Technologie in folgenden Bereichen einzusetzen:

• Raumfahrzeuge und Satelliten;
• Autonome Sensoren und wissenschaftliche Forschungsgeräte;
• Medizinische Implantate (z. B. Herzschrittmacher);
• Industrielle Überwachungssysteme;
• Geräte in abgelegenen Gebieten ohne Wartungsmöglichkeit.

Radioisotopen-Energiequellen sind in der Weltraumforschung nichts Neues. Zum Beispiel hat die NASA ähnliche Systeme in ihren Voyager-Sonden und dem Curiosity-Rover verwendet. Auch bei Chinas Mondmissionen Chang'e-3 und Chang'e-4 kamen Kernbatterien zum Einsatz. Das Projekt Qianjiyuan Tianshu schlägt jedoch ein neues Kapitel bei der Popularisierung dieser Technologie auf, da es extrem kompakt ist und für kleine Elektronik konzipiert wurde.

Experten glauben, dass solche Batterien in Zukunft zur primären Energiequelle für "intelligente" Systeme, die ohne menschliches Eingreifen arbeiten, sowie für langfristige wissenschaftliche Missionen werden könnten. Dies ermöglicht Energieunabhängigkeit und eine drastische Senkung der Wartungskosten.