Energi

Nya atombatteriet kan ha en livslängd på 100 år

Foto: Tekniska institutet för superhårda och nya kolmaterial (TISNCM)
Foto: Tekniska institutet för superhårda och nya kolmaterial (TISNCM)

Ryska forskare har utvecklat en ny typ av atombatteri. Det kan ha en livslängd på 100 år. ”Resultaten hittills är ganska anmärkningsvärda, men vi planerar att gå vidare”, säger forskaren Vladimir Blank.

Publicerad

(Artikeln är uppdaterad)

I elektrifieringens tidsålder har batteriet seglat upp som en otroligt viktig ingrediens. Och varje vecka kommer det uppgifter om olika former av teknikgenombrott. Men för det mesta handlar det om finslipning av litiumjon-batterier, eller kanske om en justerad batterikemi.

I Ryssland har man forskat på annat – och designat en prototypdesign av ett kärnbatteri som ska hålla i 100 år.

Batterierna innehåller nickel-63 isotoper och ska enligt forskarna ha en energidensitet på 3 300 mWh per gram. Det är rejält mycket bättre än vad tidigare kärnbatterier mäktat med – och en siffra som även klår den specifika energin i dagens batterier. Forskningen har publicerats i journalen Diamond and Related Materials.

Atombatteriet är i sig ingen ny uppfinning. Britten Henry Moseley forskade om det redan 1913 och efter andra världskriget moderniserades det hela då halvledare introducerades i designen. Men nu har man alltså fått till det så att det, i varje fall på pappret, börjar bli intressant som ett nytt alternativ till galvaniska/elektrokemiska celler.

Den stora fördelen atombatterierna har är att deras livslängd är enormt mycket längre. Den radioaktiva isotopen har en halveringstid på 100 år.

Stor utmaning ekonomiskt

I prototypbatteriet har man använt 200 omvandlare i diamant, som lagts tillsammans med nickel-63 och nickelfolie. Det batteri man har byggt hade en effekt på 1 mikrowatt, med en energidensitet på 10 mikrowatt per kubikcentimeter, tillräckligt för en pacemaker. Det låter lite, men en stor utmaning är att få till en ekonomiskt hållbar process.

– Tekniken är viktig sett ur ett ekonomiskt perspektiv. Högkvalitativa diamantsubstrat är otroligt dyra och det är därför inte gångbart att massproducera omvandlare hur som helst, säger Vladimir Blank, forskningschef vid ryska tekniska institutet för superhårda och nya kolmaterial (TISNCM) – samt Moskvas institut för fysik och teknologi (MIPT).

Atombatteriet kan användas till hjärtstimulation eller i rymden

Forskarna tänker sig att batterierna passar för känsliga applikationer, där ett batteribyte är riskfyllt eller omöjligt. Som exempelvis i pacemakers – eller på en rymdfarkost.

Det här är inte det första ryska atombatteriet. MIPT visade 2016 upp en prototyp av ett betavoltaiskt batteri baserat på nickel-63. Även universitet i Bristol forskar kring atombatterier där man använder diamant och nickel-63.

Men varför har atombatterierna inte blivit verklighet? Enligt MIPT är nickel-63 en bristvara och det saknas anrikningsanläggningar. Dock har man planer på att försöka få till industriell tillverkning till mitten av 2020-talet.

Nu hoppas forskarna att de ska kunna bättra på sina batterier ”med åtminstone en faktor om tre”. När eller om den ryska forskningen omvandlas till verkliga batteriprodukter återstår att se.