Het Amerikaanse bedrijf NDB (Nano Diamond Battery) werkt aan een prototype van een batterij die naar eigen zeggen het wereldwijde energiesysteem op zijn kop kan zetten.
Het slimme is dat de batterij radioactief afval hergebruikt om stroom op te wekken, waardoor hij niet hoeft te worden opgeladen.
Om de gebruiker te beschermen moet de batterij ingepakt worden in een ondoordringbare laag koolstof 12-diamant.
De batterij kan volgens NDB vrijwel alle vormen aannemen: van AAA tot telefoonbatterij.
Oud grafiet zit vol bruikbare energie
De cellen van de batterij zijn van grafiet uit kerncentrales. In reactoren wordt de temperatuur gereguleerd met grafiet, en in de loop der jaren arbsorbeert het zo veel straling dat het zelf radioactief wordt.
Het grafiet is rijk aan de radioactieve isotoop koolstof 14. Als die vervalt, ontstaat er onschadelijke stikstof doordat er antineutrino’s en energierijke elektronen vrijkomen. Zo ontstaat er een elektrische stroom, die kan worden afgetapt.
NDB legt de techniek achter de batterij uit:
Extra laag diamant beschermt tegen straling
Om de stroom uit het radioactieve grafiet te kunnen halen, zet NDB het om in diamantjes van koolstof 14 door het in een vorm onder extreem hoge druk en temperatuur in elkaar te persen. De diamantstructuur werkt als een halfgeleider waarin de vrije elektronen bewegen tot ze op een supercondensator stuiten die de elektriciteit kan opslaan.
Het radioactieve koolstof 14-diamant wordt ingepakt in een laag van koolstof 12-diamant uit het laboratorium, die niet radioactief is. Omdat diamant een van de hardste materialen is die er zijn, dient deze laag als bescherming tegen straling, hoe ruw je ook met de batterij omgaat.
Het resultaat is een batterij die zichzelf voortdurend oplaadt tot de radioactieve stof inactief wordt. Koolstof 14 heeft een halfwaardetijd van 5730 jaar.
Batterij is geschikt voor smartphones en auto’s
De techniek achter de diamantbatterij is niet nieuw. Het principe is al bekend sinds de jaren 1970, en in 2016 demonstreerden wetenschappers van de University of Bristol het idee in de praktijk.
En nu heeft NDB zich voorgenomen de techniek op grote schaal toe te passen. Volgens het bedrijf zijn de batterijen geschikt voor smartphones, auto’s en alles ertussenin. Ze laden zichzelf op en gaan langer mee dan de telefoon of auto zelf.
Volgens critici zal de efficiëntie van de cellen echter zo gering zijn dat er grote batterijen nodig zijn om kleine apparaten van stroom te voorzien. De veiligheid is ook een belangrijke uitdaging. NDB stelt dat de niet-radioactieve diamantlaag de straling in de batterij houdt. Maar als er aanvullende maatregelen nodig zijn, kan de prijs flink stijgen.
NDB werkt op dit moment aan het prototype en zoekt naar financiering om de productie op te kunnen schroeven in de volgende fase van het project.