Die Tage ist mir eine Meldung untergekommen, dass Forscher in der Schweiz eine "Kristall-Batterie" entwickelt haben. Diese nutzt radioaktiven Zerfall, um über Jahrhunderte Energie liefern zu können. Kurzer Blick, was Science und was Fiction bei diesem Konzept ist.
So ganz spontan fiel mir die Werbung eines Schweizer Kräuterbonbon-Herstellers "Wer hat's erfunden …" zu nachfolgender Meldung ein. Andererseits ist das Thema prinzipiell nicht neu, denn im Blog-Beitrag NASA schaltet Instrumente auf Voyager-Sonden ab hatte ich berichtet, dass die Energieversorgung der Elektronik der im Jahr 1977 gestarteten US-Planetensonden durch Radionukleoid-Batterien erfolgt. Hier reden wir von 155 Watt Leistung der Batterien beim Start der Sonde. Deren Leistung nimmt aber über die Jahre ab (aktuell sind wir unter 65 Watt), so dass der Strom längst nicht mehr ausreicht, um alle Instrumente der Sonde sowie die Heizung der Elektronik und Triebwerkskomponenten sicherzustellen.
Und im Beitrag "Atom"-Batterie liefert 20 Jahre Strom hatte ich eine von City Labs Inc. hergestellte NanoTritium-Stromquelle im Format von Elektronik-Chips vorgestellt. Diese "Chip-Batterie auf Atom-Basis" ist in der Lage, die von ihrem radioaktiven Element freigesetzte Energie zu nutzen, um über 20 Jahre lang kontinuierlich Strom im Nano-Watt-Bereich zu liefern. So viel zur Einordnung des nachfolgenden Sachverhalts.
Die Kristall-Atom-Batterie
In nachfolgendem Tweet, auf den ich vor einigen Tagen gestoßen bin, wird die Erfindung Schweizer Forscher bejubelt. Diese hätten eine Batterie auf Kristallbasis entwickelt, die auf stabilen Kristallstrukturen und der Nutzung der Energie aus radioaktivem Zerfall basiert.
Der radioaktive Zerfall (langlebige Betavoltaik mit Diamant/C-14-Strukturen) liefert über Hunderte von Jahren hinweg eine konstante elektrische Leistung. Die Entwicklung basiert meinen Kenntnissen nach auf Forschungen an Schweizer Instituten wie EMPA und PSI, die sich auf spezifische Materialoptimierungen fokussieren. Die grundsätzlichen Entwicklungen wurden 2024 in Großbritannien vorgestellt. Ich verweise auf die Veröffentlichung der University of Bristol der UK Atomic Energy Authority (UKAEA) (beispielweise "World's first carbon-14 diamond battery", von Dezember 2024).
Um aber keine Zweifel aufkommen lassen, die Technologie erzeugt nur eine Leistung im Mikrowatt-Bereich und eignet sich potentiell nur für Nischenanwendungen wie Herzschrittmacher oder Sensoren in Weltraummissionen. Allerdings unterliegt das Element, im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien, keinem Verschleiß, läuft nicht aus, überhitzt nicht und verliert über Jahrzehnte keine Leistung. Frühe Prototypen zeigen ein enormes Potenzial für Raumfahrzeuge, Medizinimplantate, KI-Sensoren, Unterwassersysteme und Maschinen im Erdinneren – also für alle Geräte, bei denen nur geringe Energiemengen benötigt werden, aber ein Batteriewechsel nahezu unmöglich ist.
Peer-reviewed Studien bestätigen die Langlebigkeit durch Isotope wie C-14 mit 5730-jähriger Halbwertszeit, doch regulatorische Hürden und niedrige Energiedichte begrenzen den Einsatz auf wartungsfreie, ultraniedrig-verbrauchende Geräte.
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