Nucleaire batterijen zijn de toekomst
Ze zijn krachtiger, kleiner en gaan veel langer mee
29 september 2004 | Stijn Wuyts
Nucleaire batterijen zijn volgens onderzoekers ideaal om gebruikt te worden in kleine toestellen zoals gps-ontvangers, gsm's en micro-sensoren. Ze zijn kleiner en krachtiger dan traditionele batterijen en gaan veel langer mee. Dat
schrijven onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift IEEE Spectrum.
De nieuwe batterijen zijn gebouwd rond een radioactief element. Eén spatje van zo'n element, bijvoorbeeld nikkel-63 of tritium, bevat genoeg energie om een energiezuinig apparaat maanden draaiend te houden. Dunne films van dit radioactief materiaal slaan energie namelijk duizend keer compacter op dan lithium-ion batterijen.
Klassieke batterijen zijn nog steeds gebouwd volgens het principe dat Alessandro Volta ontdekte in de negentiende eeuw. Batterijen zijn in essentie doosjes met chemicaliën die samen een elektrische spanning opwekken. Het grote probleem met dit soort batterijen is hun omvang. Als je de zijden van een kubusvormige batterij 10 keer kleiner maakt, daalt het beschikbare volume en dus ook de beschikbare energie immers met een factor 1000! Miniaturisatie van batterijen is dan ook een moeilijke zaak.
Batterijen die zijn opgebouwd uit radioactieve isotopen zijn veel makkelijker te verkleinen. Zo levert 10 milligram (1 kubieke millimeter) polonium-210 gedurende maar liefst 3 maanden 50 milliwatt elektrische energie. Praktisch is de levensduur van een nucleaire batterij beperkt door de halveringstijd van het radioactieve element. Polonium-210 heeft na 138 dagen de helft van zijn radioactieve energie verloren.
De nucleaire energie van deze nieuwe batterijen wordt door een diode omgezet in elektrische energie. Die omzetting haalt momenteel een rendement van amper 4 procent, maar zelfs dan is een nucleaire batterij dankzij de hoge energiedichtheid stukken zuiniger dan een klassieke. De wetenschappers hopen binnenkort het rendement te kunnen verhogen naar 20 procent.
Maar nucleaire energie is toch schadelijk voor de mens? Dat klopt, maar de radioactieve straling van nikkel-63 kan amper 25 micrometer (25 duizendste van een millimeter) doordringen in silicium. Zelfs een simpele plastic verpakking biedt voldoende bescherming.
De onderzoekers van de Cornell University en de University of Wisconsin-Madison hopen dat hun resultaten zullen leiden tot heel wat praktische toepassingen. Onder meer microrobots en piepkleine sensoren, maar ook gsm-toestellen en gps-ontvangers zullen gebaat zijn met nucleaire batterijen. Afhankelijk van de energieconsumptie kan een apparaat met een nucleaire batterij maanden, jaren of misschien zelfs levenslang blijven werken zonder te hoeven herladen.
Lees meer artikels over :
batterij, voeding, nucleair, kernenergie, energie
bron: ZDNet, IEEE Spectrum
