A gyémántba zárt szén-14 felhasználásával készült akkumulátor alapjaiban változtathatja meg a hosszú távú energiaellátás lehetőségeit. A hagyományos lítium-ion akkumulátorokkal ellentétben ugyanis ez a technológia kifejezetten olyan eszközök számára nyújt stabil energiaforrást, amelyek energiaigénye minimális, de az élettartamuk rendkívül hosszú. Ahogy a mondás tartja: “A gyémánt örökkévaló” – ha ez ebben az esetben talán túlzás, de akkor is több évezredes működőképességről beszélünk. Minderről az IFLScience számolt be.

A technológiát Tom Scott professzor (Bristoli Egyetem) és Sarah Clark (az Egyesült Királyság Atomenergia Hatósága) vezette kutatócsoport fejlesztette ki. Clark szerint

“A gyémánt akkumulátorok biztonságos és fenntartható módot kínálnak arra, hogy folyamatos mikrowattos teljesítményt biztosítsanak.”

Scott ezt annyival egészítette ki, hogy az akkumulátor lehetséges felhasználási területei az űrkutatástól az orvosi implantátumokig terjednek – ezen alkalmazások esetén szükség is van ugyanis arra a példátlan tartósságra, amit ez az új megoldás kínál.

A találmány alapja a jól ismert szén-14, egy radioaktív izotóp – ez az az anyag egyébként, amelyet a radiokarbon kormeghatározás során is használnak, mivel előre kiszámítható módon bomlik le nitrogén-14-re, miközben béta-sugárzást bocsát ki. Ez a béta-sugárzás viszont – amely gyorsan mozgó elektronokból áll – elektromos energiává alakítható, amikor a szén-14-et speciális elemekkel adalékolt gyémántba burkolják. Az így termelt áram pedig a szokott módon vezetékeken keresztül továbbítható. A kutatócsoport saját plazmaleválasztó berendezést fejlesztett ki a szén-14 gyémántbevonatának az előállítására, amely fontos lépés a technológia ipari mértékű felhasználása felé vezető úton. A szén-14 hosszú, 5700 éves felezési ideje pedig lehetővé teszi azt tehát, hogy ezek az akkumulátorok messze túlszárnyalják a hagyományos energiaforrások élettartamát.

Mint arra pedig fentebb már kitértünk, mindez különösen jól jöhet bizonyos esetekben, ahol egy akkumulátor esetében kiemelten fontos a hosszú távú megbízhatóság. A NASA Voyager-szondái jól példázzák az új technológiában rejlő lehetőségeket: nemrég a Voyager 2 kénytelen volt lekapcsolni egy műszert a plutónium-238 alapú generátor teljesítménycsökkenése miatt, amely 87,7 évente veszít az energiájából. Ezzel szemben egy szén-14-es akkumulátor közel 6000 év alatt veszítené el kapacitásának felét. Talán magyarázni sem kell, hogy mindez miféle új távlatokat nyithat (szó szerint) a csillagközi küldetések esetében.

Noha a szén-14 nukleáris hulladékból történő kinyerése még technikai kihívásokat jelent, a béta-sugárzás közvetlen átalakítása elektromos energiává rendkívül hatékony megoldás. Scott csapata egyéb hasonló technológiákat is kifejlesztett, például nikkel-63 alapú akkumulátorokat, amelyek szintén ezen az elven működnek.

(Kép: béta-sugárzást kibocsátó szén-14 atomok által egy mesterséges gyémántfilmben létrehozott rádiólumineszcencia, amelyet alacsony fényintenzitású kamera rögzített, forrás: Bristoli Egyetem)