Die betavoltaische Batterie setzt zur Energiegewinnung auf Diamanten, die allerdings viel kleiner sind als der hier abgebildete.

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Nicht nur die Kapazität, auch die Langlebigkeit von Akkus ist ein Thema, das Nutzer etwa beim Smartphone-Kauf beschäftigt. Häufig machen sich schon nach zwei Jahren intensiverer Verwendung erste Verschleißerscheinungen darin bemerkbar, dass das Telefon nicht mehr so lange ohne Aufladen durchhält wie gewohnt.

Der Akku, an dem das kalifornische Start-up Nano Diamond Battery (NDB) arbeitet, sollte dieses Problem jedenfalls nicht haben. Denn er verspricht eine Lebensdauer von bis zu 28.000 Jahren und soll schon bald auf den Markt kommen, berichtet "Popular Mechanics". Das Rezept: Diamanten und nuklearer Abfall.

Grob erklärt: Das Konzept des "Forever"-Akkus besteht aus dem Einsatz von einkristalligen Nanodiamanten zur Energiegewinnung. Nuklearer Abfall – genutzt wird Radiokarbon (Kohlenstoff-14) – gibt Wärme ab, die über diese Diamanten (Kohlenstoff-12) so schnell abgeleitet wird, dass die Radioisotope sie nicht selbst absorbieren können und dank der Halbleitereigenschaften der Nanodiamanten Spannung erzeugt wird.

Das Konzept einer diamantbasierten Nuklearbatterie wurde öffentlich erstmals 2016 an der University of Bristol vorgebracht. Dort forscht das Spin-off-Unternehmen Arkenlight ebenfalls an einem Akku dieser Art. NDB arbeitet nach eigener Aussage bereits seit 2012 an seiner Erfindung.

Marktstart für 2023 geplant

Freilich stellt sich die Frage der Sicherheit, zumal nuklearer Abfall radioaktiv strahlt. Laut Hersteller werden die einzelnen "Stacks" der Batterie – im Prinzip ihre Zellen – mit einer Schicht aus mehrkristalligen Nanodiamanten überzogen. Diese sollen nicht nur eine Barriere für die Strahlung darstellen, sondern – da sie ein extrem hartes Material sind – das Konstrukt gegen Beschädigungen absichern.

NDB ist nach eigenen Angaben schon recht weit in der Entwicklung. Einen Prototyp hat man offenbar noch nicht, doch der Proof-of-Concept für ein ausreichend effizientes Verfahren ist geglückt. Von nun an soll es flott gehen: Bereits 2023 will man die ersten Batterien auf den Markt bringen. Ob dies tatsächlich gelingt, bleibt freilich abzuwarten.

Zwei Haken haben die Diamant-Akkus allerdings. Erstens ist ihre Herstellung derzeit noch recht teuer. Und zweitens ist der Energieoutput bisher vergleichsweise gering. Eine Laufzeit über 28 Jahrtausende ist rechnerisch auch nur bei Anwendungen erreichbar, die wenig Strom benötigen. Denkbar wäre etwa die Stromversorgung für Sensoren und andere Low-Power-Komponenten.

Für andere Einsatzfelder wäre es notwendig, viele dieser "Stacks" zu kombinieren. Das steht bei NDB auch auf dem Plan, langfristig sieht man den Akku als Option für E-Autos, Raumsonden, medizinische Geräte und auch Endkunden-Elektronik wie Smartphones. Dafür ist ein zweites Modell in Arbeit, das neun Jahre lang durchgehend Energie liefern soll. (gpi, 31.3.2021)