'Nucleaire' batterij levert jarenlang stroom

Onderzoekers zijn er in geslaagd een nieuw type batterij te ontwikkelen, dat energie opwekt met behulp van radioactieve isotopen. De energiebron moet een laptop jarenlang van stroom kunnen voorzien, beweert Next Energy News.

De wetenschappers zouden in samenwerking met het US Air Force Research Laboratory zogeheten bètavoltaïsche cellen ontwikkeld hebben. Een dergelijke cel bestaat uit twee lagen halfgeleidermateriaal, die onder vuur worden genomen met β^–-straling van radioactief materiaal. De elektronen die door de halfgeleiders worden opgevangen zorgen dat de twee lagen fungeren als een diode die onder spanning wordt gezet, zodat elektrische energie kan worden geoogst.

Batterijen op basis van deze technologie kunnen uiterst dun gemaakt worden en worden bij afwezigheid van een exotherme reactie niet warm. Uiteraard is het nadeel wel dat de gebruiker met een radioactief apparaat moet rondlopen om zijn laptop van voldoende prik te voorzien. Het systeem zou desondanks niet gevaarlijker zijn dan bijvoorbeeld brandmelders, die ook van radioactieve straling gebruikmaken.

Volgens de makers levert het proces in het geheel geen stralingsafval op. Wel komt er radioactief tritium vrij, maar dat wordt met een siliciumverbinding onschadelijk gemaakt. Bovendien is tritium zo licht radioactief dat mensen er alleen last van hebben als ze het in grote hoeveelheden binnenkrijgen. Als alles volgens de planning van de makers verloopt, zou de 'eeuwige' batterij al over twee of drie jaar op de markt kunnen komen.

Reacties (276)

[Verwijderd]

Dit komt op mij over als een hoax.

Veel details worden er niet gegeven, dus het is moeilijk hun claims te weerleggen.

Er is echter in claim die ze maken die in ieder geval nooit waar kan zijn: Ze beweren dat de batterij nauwelijks warmte produceert en dat je er een laptop op kan laten lopen. Nu wil het als je een beetje googled je al snel vindt dat de beste tot nu toe gehaalde rendementen voor betavoltaics rond de 10% liggen. Dus zelfs als het hier een geniale vinding betreft en ze het rendement tot 30% opgeschroefd hebben dan zal een accu die 50 watt aan stroom levert op z'n minst 100 watt aan warmte leveren. Een huis krijg je daar niet mee warm, maar je schoot toch zeker wel.

Om nog maar te zwijgen over de geproduceerde warmte als er geen vermogen wordt afgenomen. Aangezien je beta verval niet kan regelen levert de bron van beta verval ook als de batterij niet in gebruik is zo'n 150 watt aan vermogen, welke hoogst waarschijnlijk volledig in warmte omgezet zal worden.

Dit lijkt me een geval van als het goed lijkt om waar te zijn, dan is het dat waarschijnlijk ook niet.

[Verwijderd]

Ik ben niet zozeer benieuwd naar de veiligheid (mag aannemen dat dit wel snor zit), maar wel naar de spanning/stroom-karakteristiek. Hoe ziet het spanningsverval eruit? Blijft dit tot het einde toe hetzelfde voltage leveren? Je zou haast zeggen van wel, in tegenstelling tot een chemische reactie, die op den duur niet meer 'genoeg' kan leveren.

Alleen wat als je laptop meer vermogen nodig heeft, dan het radioactief verval kan leveren?
Dan stort de spanning in, maar de halfwaarde tijd voor het resterende materiaal is nog lang niet 'afgelopen' zeg maar. Als de hele wereld overschakelt (en denk dan met name aan China en de VS) op dit soort accu's, zit je op korte termijn toch met een berg (radioactief) afval dat je op moet slaan oid tot het neutraal is. Of zie ik het verkeerd?

[Ryaka]

Daar de hoeveelheid energie die vrijkomt is volledig afhankelijk van de halfwaarde tijd van de gebruikte isotopen geloof ik nooit dat deze batterijen op lange termijn een goede spanningsval gaan hebben. Waarschijnlijk zal het verval er ongeveer zo uitzien: http://nl.wikipedia.org/wiki/Afbeelding:Vervaltijden.png

Pas wel op, wel als je ze met andere batterijen gaat vergelijken. De halfwaardetijd voor tritium is 12,33 jaar. Na 12,33 jaar is dus de helft van het tritium omgezet in helium, na nog eens 12,33 is er nog maar een 1/4 deel van het oorspronkelijke tritium over, na weer 12,33 jaar 1/8, enz.

Dit wil zeggen dat dergelijke batterijen inderdaad een verval zullen kennen, omdat de stroom-oogst afhankelijk zal zijn van de β–-straling van het radioactief materiaal. (Ik veronderstel het tritum) wat onmiddelijk verklaart waarom dit het afvalproduct zal zijn. De vervalproducten van tritum zijn gelukkig zeer onschadelijk (Helium).

De voorraden tritium zijn niet groot, maar kan op 2 manieren gemaakt worden. De vraag is of het dan inderdaad een energie gunstig process wordt.
Je kan tritum maken uit zogenaamd zwaar water (deuterium). Je kan het ook maken in Kernreactors, het ontstaat als 6 lithiumkernen aan een neutronenbron worden blootgesteld.

Tritium komt in de natuur voor door de interactie van kosmische straling met deuteriumkernen in waterdamp in de atmosfeer.

Dit wil zeggen dat je relatief makkelijk Tritium kan maken, maar dat het process zelf wel eens niet zo energie gunstig zou kunnen zijn. Ik vraag me dan ook af wat het echte rendement van dergelijke batterijen zal zijn

Geleverde energie tijdens de bruikbare levensduur - de Productie-energie - de rest energie die niet meer gebruikt kan worden

Edit: Link toegevoegd

[Reactie gewijzigd door Ryaka op 22 juli 2024 22:19]

[Simkin]

"Het systeem zou desondanks niet gevaarlijker zijn dan bijvoorbeeld brandmelders, die ook van radioactieve straling gebruikmaken."

En wat als zo`n accu aan een niet standaard omgeving wordt blootgesteld, is het dan nog steeds onschadelijk? Ik doel op dumpen in rivieren of ivm woningbrand. Het lijkt mij dat stoffen met een halfwaarde een stuk gevaarlijker zijn dan de chemische variant.

[n4m3l355]

Beta straling wordt uitermate makkelijk tegen gehouden dus al zou het ontbranden tenzij je de dampen inademd is er niets aan de hand. En zelfs bij het inademen van heb ik zo mijn twijfels over de gevaren hiervan, denk bv aan kolen centrales die verbranden kolen waarbij meer radioactieve deeltjes bij vrij komen dan een kern centrale. Ook hier zijn tot op heden nog geen problemen mee.

[Roland684]

Die radioactieve rookmelders worden ook al veboden, dus het lijkt me duidelijkd at deze batterijen kansloos zijn.

[Nijn]

En waarom werden die rookmelders ook alweer verboden?

De halfwaardetijd van 241-Americium is veeeeel langer dan dat van tritium. Daar naast gaat het om heel andere straling. De radioactieve rookmelders zijn uit de handel genomen omdat er een goed alternatief is die niet ingeleverd hoeft te worden als KCA.

Voor batterijen is dat alternatief er niet. Bovendien is de halfwaardetijd veel en veel korter en is de betastraling ongevaarlijk tenzij je het gaat lopen inslikken. (Een papiertje is al genoeg om die straling tegen te houden, laat staan je huid, je broek of een behuizing.).

Ook al zou deze accu openvliegen, zou je hem nog volstrekt veilig op kunnen pakken, kunnen verpakken in een plastic tasje en in kunnen leveren als KCA. Geen enkel probleem tenzij je honger krijgt en besluit dat ding op te eten. Maar dat geldt ook voor normale accu's.

[vgroenewold]

Onzin, je moet wel even weten wat beta-straling precies is natuurlijk. Je huid houdt dat al tegen, of een papieren hoedje, of onder water gaan zitten. Het stelt erg weinig voor.

[lvh]

Again, zelfde probleem als met rookmelders (alhoewel het daar als ik me niet vergis een americumschijfje is, wat een alfastraler is en dus andere risico's inhoudt dan een betastraler).

[arjankoole]

alpha is helemaal niet gevaarlijk, dat wordt gewoon tegengehouden door je huid.

je moet het alleen niet innemen natuurlijk.

[Puf]

Bovendien is tritium zo licht radioactief dat mensen er alleen last van hebben als ze het in grote hoeveelheden binnenkrijgen.

tsja, alkaline is volgens mij ook niet gezond om te drinken....
ben benieuwd wanneer dit marktrijp is voor de simpele consumentenelectronica en wat de gebruikskosten zijn t.o.v. Li-Ion batterijen en brandstofcellen.
Is dit overigens een wegwerpproduct(meegeven met giftig/gevaarlijk afval), of kan het worden gerecycled(opsturen naar fabrikant en een volle terug ontvangen)? Zelf opladen lijkt me wel heel sterk.

[Reactie gewijzigd door Puf op 22 juli 2024 22:19]

[Verwijderd]

Opladen van zo'n batterij is sowieso niet mogelijk nee, aangezien radioactief verval geen omkeerbaar proces is. Het enige wat theoretisch gezien mogelijk zou zijn is dat deze batterijen zo gemaakt zijn dat je zelf de radioactieve bron kunt vervangen, ongeveer zoals een inktpatroon in je printer. Maar zie jij dat al gebeuren? Het lijkt me dus onvermijdelijk dat de hele batterij vervangen wordt.

Wat wel interessant is, is wat er met het afval gebeurt. Tritium is (op het moment) namelijk een noodzakelijk element bij gecontroleerde kernfusie, zoals bij de fusiecentrale die op het moment in Cadarache gebouwd wordt. Als je het dus goed doet zou het radioactieve afval uit deze batterijen misschien gebruikt kunnen worden als brandstof voor kernfusie, en worden er 2 problemen tegelijkertijd opgelost.

[Thwuck]

Aangezien radioactiefverval werkt volgens halfwaardetijden, zal het vermogen dat deze batterij levert over de tijd steeds minder worden. Bovendien zie ik geen manier om de energielevering te sturen aan de hand van de behoefte (het is als een volle emmer met een gat in de bodem), dus er zou een 'normale' accu bij moeten zitten om de overcapaciteit op te vangen. Niet een batterij die je 1-2-3 in je laptop kan plaatsen, lijkt mij. Maar er zijn ongetwijfeld nuttige toepassingen in niches te vinden.

[cashewnut]

Is er hier dan sprake van verval van radioactief afval? In dat geval zou het ook nog eens de hoeveelheid schadelijk radioactief afval kunnen verminderen... of is dit wishful thinking?

[bassekeNL]

Alle radioactieve straling is het gevolg van radioactief verval. Maar de meeste radioactieve afval levert gamma straling, vandaar de loden wapening.

Overigens neemt het vermogen dat de batterij maximaal kan leveren met de helft af na verloop van de halfwaardetijd van de isotoop.

Als er een isotoop wordt gebruikt met een halfwaardetijd van zeg 100 jaar is dat effect te verwaarlozen. En als het een isotoop is met een halfwaardetijd van zeg 5 jaar, en ze stoppen er genoeg in om maximaal 2x de minimale hoeveelheid energie te leveren zal je batterij 5 jaar meegaan. Stoppen ze er 4x in, dan zal hij 10 jaar meegaan.

M.a.w: hoe meer je mee wilt slepen, hoe langer je batterij mee zal gaan.

[Reactie gewijzigd door bassekeNL op 22 juli 2024 22:19]

[Thwuck]

Nee, je kan niet willekeurig radioactief materiaal inzetten voor je batterijen. Of beter gezegd: dat kan ongetwijfeld, maar dan vervalt de clausule 'veilig vanwege beta- verval en productie van tritium'. Afvalproducten van uranium en dergelijke zware isotopen leveren over het algemeen onplezierige 'harde' gamma straling. En die wil je inderdaad niet bij je edele delen.

[Vyo]

Gamma straling wil je uberhaupt niet bij welke delen dan ook

[Crackh34d]

Je kunt bijvoorbeeld simpel gezegd als je een plaatje Tritium en een plaatje wat de elektronen opvangt hebt, daar een ander plaatje tussenin zetten die de elektronen opvangt zodat ze de overkant niet bereiken. Wil je meer vermogen, laat je het plaatje ertussenin een kleiner oppervlak ertussenin bedekken.

Maar je kunt idd niet meer vermogen vragen dan het tritium uitzendt

[arjankoole]

tritium is de afvalstof in dit verhaal. Daarnaast is tritium een gas (een isotoop van waterstof, net zoals deuterium om precies te zijn), dus een plaatje ervan maken wordt erg moeilijk

Het is dus niet de bronstof die de beta straling levert, welke dit wel is mij ook niet volkomen duidelijk helaas, en ik ben er erg nieuwsgierig naar. (kernfysica is machtig intressant vind ik persoonlijk).

[Flagg]

Ook eventueel geschikt in grotere vorm voor auto's?

Eindelijk een flinke actieradius electro auto, en 1x per jaar je "accu" vervangen.

Doe er maaar een, ook in mijn mobieltje als het ff kan.

[Rey Nemaattori]

Alleen de naam al zou een boel geitenwollensokken direct in het harnas jagen...en da's soms zoo jammer...vooral omdat beta- straling niet eens door een standaard A4'tje komt en tritium is een radiactief waterstof isotoop met een halfwaarde tijd van +/-12jaar(en tevens mogelijke brandstof van kernfusie...evt. tritium overblijfselen kunnen gewoon in een deuterium/deuterium fusievat geloosd worden).

'lekkende' isotopen of straling is dus nauwelijks een issue met een metalen behuizing

Meeste mensen associeren 'nucleair' direct met kerwapens en de grote hopen uranium&plutonium afval die vele tienduizenden jaren bewaakt moet worden...terwijl er zoveel minder schadelijke toepassingen zijn die weldegelijk gebruik maken van kerndeeltjes.

En al levert zo'n batterij 1 jaar energie....dat is nogsteeds gigantisch veel beter dan de beste laptop batterijen van nu die 't hoogstens een paar uur uithouden.

[beantherio]

Je weet de mystiek van het woordje "nucleair" wel heel effectief weg te poetsen: dat moet ik toegeven. De gemiddelde tweaker (mezelf inbegrepen) was waarschijnlijk al halverwege met het ontwerp van z'n eerste eigen kernreactor.

Het lijkt me sterk dat enige overheid ooit zou toestaan dat burgers makkelijk in het bezit zou kunnen komen van echt serieus radioactief materiaal, dus het liet zich raden dat de voor deze accu gebruikte materialen en technieken nauwelijks significant zouden zijn.

[Verwijderd]

en als ik jou eens vertel dat je dagelijks radioactief materiaal op je boterham smeert?

[bassekeNL]

β– straling zijn elektronen. Niet anders dan een CRT televisie, hooguit met wat meer energie weggeschoten. Een blaadje papier houdt het al tegen.

En tritium verval levert laagenergetische β– straling op: dat komt niet eens door de laag dode huidcellen op je huid.

[Rey Nemaattori]

idd, maar inname van tritium kan wel schadelijk zijn(zeker omdat 't makkelijk bindt met zuurtstof tot zwaar water)

[mae-t.net]

Bij een CRT zit er dan voor de extra zekerheid (roentgenstraling vooral) nog loodhoudend glas voor ook. In geval van zo'n batterij (hoef je niet doorheen te kunnen kijken) zal een behuizing die vergelijkbaar is met de huidige batterijomhulsels al afdoende zijn.

[Ryaka]

Ik zie hier veel reacties over de radioactiviteit, maar maar heel weinig mensen begrijpen deze straling dan ook. Iets dat ongekend is, maakt helaas mensen bang(er) dan noodzakelijk. Weinig mensen weten dat Tritium net zo radioactief is als een bakje schoolkrijt...

Begrijp me niet verkeerd, een gezonde portie scepticisme is hier zeker op z'n plaats, maar ik zie hier ook veel voordelen aan.

Vb. Momenteel zijn hybride auto's en auto's op batterijen niet interessant omdat de levensduur van de accues te kort zijn en de vermogens te laag, een dergelijke batterij zou dit probleem op kunnen lossen.

Maar je moet ook niet blind zijn voor de gevolgen, radioactief afval is een issue, en recyclage van deze batterijen moet dan ook mee in het design concept meegenomen worden wil dit verantwoord worden. Als ik me niet vergis heeft Tritium een halverings tijd van 13 jaar of zoiets, wat wil zeggen dat ondanks het feit van de neutralisatie, je dit materiaal wel goed moet verwerken. Daarnaast is de straling van Tritium redelijk onschuldig tenzij je het zou opeten.

Quote: The low-energy beta radiation from tritium cannot penetrate human skin, so tritium is only dangerous if inhaled or ingested. Zie ook : http://en.wikipedia.org/wiki/Tritium

[Verwijderd]

Ik zie het al gebeuren in mijn elektrische scooter

Ik weet (als ik het goed heb) dat een gram radioactieve stof 8 megawatt kan opwekken. Dat is wel zodanig veel dat alle oplaadbare batterijen die nu en over 20 jaar op de markt komen meteen de kliko in mogen.

Ik ben alleen benieuwd hoeveel batterijen ze kunnen maken met onze huidige vooraden.

Ik onarm deze techniek want je hebt per energiehoeveelheid minder afval dan bij een loodaccu.

Hoe ga je het brengen in de industrie? Kunnen alle accufabrikanten meteen met vroegtijdig pensioen of hoe werkt dat in de economie? Als accuspecialist heb je dan geen poot meer om op te staan. Weg studie en mogelijkheden.
"Ja, ik heb de ultieme batterij en jullie batterijen zijn nu in een moment volstrekt waardeloos". Ik zou niet zo vriendelijk reageren als batterijspecialist, weet je.

Dat betekend oorlog en een prijzenval van huidige accu's.

Betastraling is geen probleem voor een mens. Je krijgt er zeker geen kanker van zolang je niet de inhoud van die batterij staat op te vreten, maar wie zal dat doen?

Gammastraling komt bijna overal doorheen en dat is de gevaarlijke straling.

Ik heb het idee dat deze batterij niet eens gevaarlijk is voor de gezondheid.

Je hebt radioactief op 3 manieren (alpha, beta en gammestraling) mensen denken alleen aan het laatste.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 22:19]

[Verwijderd]

Je maakt één denkfout: oplaadbare batterijen mogen niet de kliko in.

[Verwijderd]

Bij wijze van spreken dan

[mae-t.net]

En nog een denkfout. Net als met zonnepanelen heb je een 'eeuwig'durende energiebron, maar dat betekent niet per definitie dat er ook grote stromen kunnen lopen. Je hebt dus best kans dat dit systeem als tractiebatterij volkomen waardeloos is, of veel groter of onhandelbaarder dan een traditionele accu.

@Exuitum: ik bedoel dan natuurlijk wel te vergelijken met zonnecellen die continu belicht worden. Ik vond een uitgebreider artikel en daar blijkt dat mijn vergelijking met het werkingsprincipe van zonnecellen redelijk accuraat is, ook wat betreft het rendement van 25%.

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 22 juli 2024 22:19]

[Verwijderd]

Mag ik daar aan twijfelen. Ik zie een PDA niet uitgerust zijn met voldoende zonnecellen die de PDA kunnen voeden, ook in een donkere ruimte.

restaurantserveerders hebben een apparaat dat vaak moet verwisselen van batterij. Hoeveel tijd zal het besparen als deze serveerder zijn dienst gewoon kan afmaken zonder te denken aan de batterij.

Utopie misschien, en heel voorlopig ook nog

Olie (dat gaat al fout) = Accuvoertuigen (zijn in opmars) = Nucleaire batterij

Iets klopt er niet want we kunnen geen trap overslaan. Om de top te bereiken zul je elke trede moeten nemen; puur om mensen aan het idee te laten wennen anders schiet je geen kruit.

Ofwel China gaat stijgeren. Ongeveer alles wat op accu's rijd komt daar vandaan.
Ofwel de hele maatschappij gaat overstag en zie de taferelen rond de UMTS masten in het verleden. dat soort dingetjes.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 22:19]

[BartS12]

Ik weet (als ik het goed heb) dat een gram radioactieve stof 8 megawatt kan opwekken

Ja, leuk. Maar hoe lang? Zonder die informatie weet je nog niks. Bovendien - wat is nu 8 MW ? 8 miljoen AA batterijtjes? Kun je ~4 miljoen digitale camera's vervangen. Da's nog eens wat anders dan "alle oplaadbare batterijen voor de komende 20 jaar".

[RatedR]

8 megawatt? Hoe bedoel je dat? Watts zijn in Joules per seconde, dus voor hoe lang 8 megawatt? Het enige getal waar je wat aan hebt is joules, a.k.a. de energie in een gram radioactieve stof..