Nano-Diamant-Batterien: Diese Diamanten könnten ewig halten
Die Nano-Diamant-Batterie, deren Konzept erstmals von Forschern der University of Bristol beim Cabot Institute im Rahmen ihrer jährlichen Vorlesung am 25. November 2016 im Wills Memorial Building detailliert vorgestellt wurde, rückt der Realisierung immer näher.
Nun, 4 Jahre später, entwickelt ein kalifornisches Unternehmen ein funktionsfähiges Beispiel.
„Das kalifornische Unternehmen NDB erklärt, seine Nano-Diamant-Batterien würden die Energiegleichung völlig auf den Kopf stellen und wie winzige Kernreaktoren wirken. Sie werden jeden Vergleich der Energiedichte in den Schatten stellen und halten je nach Anwendung zwischen einem Jahrzehnt und 28.000 Jahren, ohne jemals aufgeladen werden zu müssen. Sie bieten eine höhere Leistungsdichte als Lithium-Ionen-Batterien. Sie sind nahezu unzerstörbar und bei einem Elektroauto-Unfall völlig sicher. Und in manchen Anwendungen, etwa in Elektroautos, dürften sie trotz ihrer enormen Vorteile deutlich günstiger sein als heutige Lithium-Ionen-Akkus,“ stellte New Atlas fest.
Die Batterie nutzt ein kleines Stück nuklearen Abfalls - Grafitteile aus Kernreaktoren - das reich an dem radioaktiven Isotop Kohlenstoff-14 ist.
„NDB nimmt dieses Grafit, reinigt es und stellt daraus winzige Kohlenstoff-14-Diamanten her. Die Diamantstruktur fungiert als Halbleiter und Wärmesenke, sammelt die Ladung und leitet sie ab. Der radioaktive Kohlenstoff-14-Diamant ist vollständig von einer Schicht aus günstigem, nicht radioaktivem, im Labor hergestelltem Kohlenstoff-12-Diamant umgeben, die die energiereichen Partikel einschließt, Strahlenlecks verhindert und als äußerst widerstandsfähige Schutz- und manipulationssichere Schicht dient,“ teilte das Unternehmen New Atlas mit.
Obwohl man zunächst dachte, die Batterie könnte die Antwort auf viele neue Technologieanforderungen sein, etwa bei Elektrofahrzeugen (EV) und in der Luft- und Raumfahrt, stellte New Atlas fest, dass die Batterie ihre Energie derzeit aus dem Superkondensator bezieht und nicht aus der vom Kohlenstoff-14-Diamanten selbst erzeugten Energie.
Auch wenn die Diamantstruktur als Halbleiter und Wärmesenke fungieren kann, macht das Design von NDB daraus „einen winzigen Miniatur-Stromgenerator in Form einer Batterie, die nie aufgeladen werden muss – und die laut NDB kostenmäßig mit aktuellen Lithium-Batterien konkurrenzfähig sein wird und manchmal deutlich günstiger. Begünstigt wird dies dadurch, dass einige Lieferanten des ursprünglichen Atommülls NDB dafür bezahlen werden, ihn ihnen abzunehmen“.
Die Strahlungswerte der NDB-Batterie liegen laut Unternehmensangaben unter den Strahlungswerten, die der menschliche Körper selbst erzeugt, wodurch sie für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen völlig sicher ist.
Die Begeisterung für das Potenzial dieser Batterien beruht auf ihrer Fähigkeit, CO2-Emissionen zu eliminieren, sowie auf ihrer langen Lebensdauer, was angesichts des wachsenden Bedarfs an Elektrofahrzeugen sehr positiv aufgenommen werden dürfte.
„Stellen Sie sich eine Welt vor, in der Sie Ihre Batterie den ganzen Tag über nicht aufladen müssten. Stellen Sie sich das jetzt für eine Woche vor, für einen Monat… Wie wäre es mit Jahrzehnten? Genau das können wir mit dieser Technologie erreichen,“ erklärte NDB-Sprecher Neel Naicker.
UNESCO-Lehrstuhlinhaber und Professor am University College London, John Shawe-Taylor, sieht in dieser Technologie Potenzial für Umweltauswirkungen und deutlich niedrigere Energiekosten.
NDB hofft, innerhalb von zwei Jahren einen leistungsschwachen kommerziellen Prototyp vorstellen zu können, auch wenn die Unternehmensanlagen während der aktuellen Covid-Pandemie geschlossen sind.