Atomdrevet batteri gir strøm i flere tiår – uten lading

Forestill deg et batteri som aldri trenger lading, som kan gi strøm i flere tiår, og som samtidig hjelper til med å løse problemet med radioaktivt avfall. Det høres ut som science fiction, men forskere ved Ohio State University har gjort det til virkelighet med et nytt batteri som høster energi fra atomavfall.

 “Sukkerbit” med atomkraft

Det nye batteriet er overraskende lite – omtrent på størrelse med en sukkerbit. Den lille terningen kan produsere strøm i mikrowattområdet, ved å utnytte gammastrålingen som sendes ut fra brukt atomavfall.

I tester har batteriet produsert 288 nanowatt strøm når det ble utsatt for cesium-137, et vanlig biprodukt fra kjernekraftverk. Men når forskerne testet det med kobolt-60, en sterkere strålekilde, økte strømproduksjonen til 1,5 mikrowatt – nok til å drive en liten elektronisk sensor. 

Slik fungerer det – uten å være radioaktivt

Det smarte med dette batteriet er at det ikke inneholder noe radioaktivt materiale i selve konstruksjonen. I stedet bruker det en tostegs konverteringsprosess for å fange opp stråling som allerede finnes i omgivelsene.

Batteriet bruker såkalte scintillatorkrystaller – materialer som absorberer den høye energien fra gammastråler og omdanner den til synlig lys. Dette lyset fanges deretter opp av en fotovoltaisk celle (som i et solcellepanel), som omdanner lyset til elektrisitet.

– Hele prosessen kalles radiovoltaikk, og batteriets design gjør at det i seg selv er trygt å håndtere, forklarer forskerne bak prosjektet.

Løser to problemer samtidig

Teknologien er spesielt lovende fordi den kan bidra til å løse et av de største problemene med kjernekraft: hva man skal gjøre med det radioaktive avfallet.

Ved å omdanne strålingen fra atomavfall til strøm, kan dette batteriet gjøre det som tidligere ble sett på som et farlig avfallsprodukt til en verdifull energikilde. 

Ikke for mobiltelefonen din – ennå

Før du begynner å drømme om en mobiltelefon som aldri trenger lading, skal du vite at den nåværende strømproduksjonen er altfor lav til slike formål. Dagens prototype leverer som nevnt mikrowatt, mens en typisk smarttelefon trenger tusenvis av ganger mer strøm.

Men den langsiktige verdien ligger i batterier som kan vare i flere tiår uten vedlikehold, perfekt for sensorer og utstyr på utilgjengelige steder. Tenk på romfarkoster, havdypet, naturområder hvor man skal måle klimaendringer, eller inne i selve atomreaktorer – steder der det er umulig eller ekstremt kostbart å bytte batterier. 

Utfordringer på veien

Før teknologien kan bli utbredt, må forskerne løse flere utfordringer. De må øke strømproduksjonen, utvikle mer effektive scintillatormaterialer og finne kostnadseffektive produksjonsmetoder.

Forskerne jobber nå med å skalere opp batteriet for å generere mer strøm. De undersøker også hvordan man kan optimalisere solcellene, for eksempel ved å øke overflatearealet deres.

Et annet viktig forskningsområde er materialenes holdbarhet når de utsettes for langvarig og intens stråling. Både scintillatorkrystallene og de fotovoltaiske cellene må tåle høye stråledoser over lang tid. 

Framtidsutsikter

Med fortsatt utvikling kan denne teknologien revolusjonere hvordan vi utnytter atomavfall til energiproduksjon, og samtidig gi oss kraftkilder som varer nesten evig.

Selv om vi neppe får se disse batteriene i våre mobiltelefoner med det første, kan de bli avgjørende for fremtidens sensorer, romfartøyer og infrastruktur der batterilevetid er kritisk.

I vår stadige søken etter bærekraftige energiløsninger, er dette et spennende skritt mot å gjøre et farlig avfallsprodukt til en verdifull ressurs – og kanskje en dag gi oss elektronikk som virkelig varer livet ut.

Kilde: Scienceblog.com