Een onderhoudsvrije energiebron zonder bewegende delen en uitstoot die zo’n 5.730 jaar meegaat. Dat belooft een team van natuur- en scheikundigen van University of Bristol te gaan ontwikkelen. Het team maakt daarbij gebruik van synthetische diamanten en radioactief afval.

De diamantbatterij

Het team slaagde er al in om een werkende diamantbatterij te ontwikkelen door een diamant te maken en deze bloot te stellen aan radioactieve straling. De stralingsbron van deze diamantbatterij is nikkel-63 maar het team is hard aan het werk om een diamantbatterij te ontwikkelen die werkt zonder een externe stralingsbron zoals nikkel-63.

Het ontwikkelen van diamanten is niet nieuw, in feite zijn diamanten niet meer dan koolstof dat door hoge druk samengeperst wordt. Wetenschappers ontwikkelen al sinds de jaren ’50 synthetische diamanten. Tot een decennia geleden waren deze synthetische diamanten nog klein en onzuiver en werden ze vooral gebruikt voor gereedschap zoals ijzerzagen en tandartsboren. Het afgelopen decennia is de kwaliteit echter een stuk beter geworden en zijn synthetische diamanten bijna net zo groot en zuiver als natuurlijke diamanten.

Radioactief afval als veilige energiebron

In kernreactoren zorgen grafietblokken voor een beheerste kernreactie om zo een constante stroom van energie te kunnen leveren. Als kernreactoren worden gesloten, moeten de gebruikte grafietblokken veilig worden opgeslagen totdat deze niet meer radioactief zijn. Dit kan duizenden tot miljoenen jaren duren. In de gebruikte grafietblokken zit koolstof-14, een radioactieve vorm van koolstof.

Door de grafietblokken te verhitten, komt de radioactieve koolstof in gasvorm vrij waardoor de grafietblokken zelf minder radioactief worden. Dit gas kan dan worden opgevangen en onder lage druk en hoge temperatuur omgevormd worden tot synthetische diamanten die gebruikt kunnen worden als energiebron.

De diamantbatterij zou zo de problemen kunnen oplossen rond kernafval, energieproductie en de levensduur van batterijen.

Een diamantbatterij gemaakt van koolstof-14 zou pas na 5.730 jaar gehalveerd zijn in vermogen. Dr. Neil Fox van de School of Chemistry aan de University of Bristol geeft aan dat de diamant het sterkste materiaal is dat we kennen en dat niets ons beter zou kunnen beschermen tegen straling.

De grafietblokken worden minder radioactief en de straling wordt veilig opgeslagen in diamanten die langdurig energie kunnen leveren. De diamantbatterij zou zo de problemen kunnen oplossen rond kernafval, energieproductie en de levensduur van batterijen.

Toepassingen van de diamantbatterij

De diamantbatterij kan niet voor elke toepassing gebruikt worden want hoewel de levensduur van de batterij erg indrukwekkend is, is het daadwerkelijke vermogen dat geleverd wordt dat niet. Het vermogen dat een diamantbatterij kan leveren is minder dan de helft van wat een AA-batterij van hetzelfde gewicht kan leveren.

De diamantbatterij is dan ook niet erg praktisch voor smartphones, laptops of elektrische auto’s. Voor apparaten waarbij het vervangen van batterijen moeilijk is, zoals bij pacemakers, satellieten en ruimtevaartuigen, zou de diamantbatterij met zijn lange levensduur echter een uitstekende energiebron zijn.

Het team van University of Bristol geeft aan dat er tal van mogelijke toepassingen te bedenken zijn voor de diamantbatterij. Het team ontvangt graag suggesties voor mogelijke toepassingen van deze nieuwe technologie. Gebruik #diamondbattery om je eigen suggesties te delen.

 

Bronmateriaal

Smithsonian.com – Diamonds on demand

University of Bristol – ‘Diamond-age’ of power generation as nuclear batteries developed

 


Deel dit artikel: