Nie wieder Handy aufladen dank Radionuklidbatterie?

Das chinesische Unternehmen Betavolt Technology kündigt eine kompakte 3-Volt-Batterie (15 mm × 15 mm × 5 mm) an, welche eine 50-jährige Lebensdauer durch Nutzung von Beta-Strahlung verspricht. Diese nutzt einen Halbleiter, bestrahlt mit schnellen Elektronen aus dem Betazerfall von Nickel-63. Trotz vorläufiger Pressemitteilung und 3D-Bildern ist die Batterie noch nicht marktreif. Bis zur Vision eines "nie wieder aufladbaren Mobiltelefons" ist es ein langer Weg.

Bis 2025 plant Betavolt 1-Watt-Batterien mit Superkondensator-Integration, jedoch bleiben Zweifel an der Leistungsfähigkeit im Vergleich zu High-End-Smartphone-Anforderungen (10-15 Watt). Die vorgestellte Batterie verwendet Nickel-63 und einen Diamant-Halbleiter, mit der Halbwertszeit des Isotops von 101,2 Jahren.

Betavolt plant Studien mit Strontium-90 und Promethium-147 für leistungsstärkere Radionuklidbatterien (2-30 Jahre Lebensdauer). Einsatzgebiete sollen Smartphones, Drohnen und Medizintechnik sein, abhängig von regulatorischen Zustimmungen. Die Entwicklungen folgen Chinas Fünfjahresplan und Vision 2035 bezüglich ziviler Kernkraftnutzung.

Die Kernbatterie besteht aus einem Wandler, Substrat, Nickel-63-Quelle und einer Zellschutzschicht. Mit 8,8% Energieumwandlungsrate und einem 10 Mikrometer dicken einkristallinen Diamant-Halbleiter verspricht Betavolt eine hohe Effizienz. Elektronen aus dem Nickel-63-Zerfall erzeugen sekundäre Ladungsträger im p-n-Übergang des Halbleiters, wodurch elektrische Energie gewonnen wird. Diese Energiedichte ist vielversprechend, der Leistungsdichte fehlen jedoch noch Dimensionen, um alltagstauglich nutzbar zu sein.

Radionuklidbatterien haben Ursprünge in den 1960ern, speziell bei Raumfahrtmissionen und dem Mars-Rover Curiosity. Frühe medizinische Anwendungen wie die Betacel-Batterie der 1970er-Jahre hatten begrenzte Lebensdauer und Bedenken bezüglich radioaktiven Materials. Trotzdem gibt es fortlaufende Versuche, auch mit Nickel-63.