Dit bedrijf beweert dat zijn nucleaire diamantbatterij 28.000 jaar meegaat. Is dat waar, of is het gewoon een hoax?

Stel je voor: één enkele diamantbatterij zou je insulinepomp of pacemaker je hele leven van stroom kunnen voorzien (en je hebt dan nog ruim voldoende tijd over)

Over minder dan twee jaar is het mogelijk dat je een smartwatch kunt kopen met een batterij van nucleair diamant die jou en je nakomelingen generaties lang zal overleven.

De potentieel baanbrekende technologie is afkomstig van de in San Francisco gevestigde startup Nano Diamond Battery ( NDB ), die zijn gelijknamige “krachtige, op diamant gebaseerde alfa-, bèta- en neutronenvoltaïsche batterij” prijst vanwege het vermogen om apparaten “levenslange en groene energie” te leveren. Stel je voor: één enkele batterij zou je insulinepomp of pacemaker je hele leven van stroom kunnen voorzien (met nog ruim voldoende tijd over). Of het zou de energie kunnen leveren voor een ruimterover die tientallen jaren lang Mars-regolietmonsters verzamelt zonder menselijke tussenkomst.

Dat zijn ambitieuze doelen. Zouden de gewaagde beweringen van NDB werkelijkheid kunnen worden? Of is het een hoax ?

Wat is een nucleaire diamantbatterij?

Om de Nano Diamond Battery te bouwen, gebruikt NDB lagen van onvoorstelbaar kleine, gepaneelde nanodiamanten (ter vergelijking: één nanometer is een miljardste van een meter). Diamanten hebben een uitzonderlijke warmtegeleiding, waardoor ze ideaal zijn voor elektronische apparaten. Sterker nog, ze zijn de bekendste natuurlijke warmtegeleider, volgens een publicatie van de faculteit Ingenieurswetenschappen van de Universiteit van Houston, en ze zijn drie tot vier keer effectiever dan koper of zilver.

Wetenschappers kweken deze miniatuurdiamanten met behulp van chemische dampafzetting, een proces waarbij gassen bij extreem hoge temperaturen koolstof dwingen te kristalliseren op een substraatmateriaal. Dat proces, zo geeft NDB toe, zorgt voor een kostenknelpunt; het maken van de speciale diamanten is energie-intensief en duur.Advertentie – Lees hieronder verder

Het zijn immers “kunstmatig met boor gedoteerde diamanten”, legt Yury Gogotsi uit, directeur van het AJ Drexel Nanomaterials Institute aan de Drexel University in Philadelphia. (Gogotsi is niet verbonden aan NDB.) Dat proces produceert diamanten met een blauwe kleur en een hogere geleidbaarheid dan de gemiddelde diamant. Echte blauwe diamanten komen van nature voor op aarde, maar ze zijn zeldzamer en nog duurder dan kunstmatige blauwe diamanten.

Waarom blauwe diamanten? 

De diamanten in de batterij van NDB hebben een prachtige blauwe tint, dankzij de sporen boor in hun koolstofstructuur. Deze blauwe diamanten zijn kunstmatig, maar doen denken aan echte blauwe diamanten, die tot de zeldzaamste edelstenen ter wereld behoren. Volgens een onderzoek uit augustus 2018 in Nature worden ze gevormd in de onderste aardmantel, op een diepte van ongeveer 660 tot 2700 kilometer. Daarom zijn er wereldwijd slechts drie mijnen waar blauwe diamanten worden gevonden, wat de hoge prijs verklaart: ongeveer $ 15.700 voor een lichtblauwe diamant van 0,3 karaat en $ 75.000 voor een donkerblauwe diamant van 0,25 karaat. —Courtney Linder

Nadat NDB de nanodiamanten heeft verkregen, combineert het bedrijf ze met radioactieve isotopen uit kernafval. Concreet gebruiken ze radioactieve isotopen van uranium en plutonium, “die waarschijnlijk afkomstig zijn van radioactief afval van kerncentrales”, aldus Gogotsi.

Van daaruit voeren enkelkristaldiamanten – slechts enkele vierkante millimeters groot – de warmte zo snel af van de radioactief vervallende isotopen dat er daadwerkelijk elektriciteit wordt opgewekt. “De vervalbronnen deponeren hun energie op de NDB-transducer, die de kinetische energie van de invallende straling omzet in elektrische energie”, aldus Nima Golsharifi, CEO van NDB.

Zijn nucleaire diamantbatterijen te mooi om waar te zijn?

Je vraagt ​​je vast af wat het addertje onder het gras is. Er bestaat echt een diamantbatterij die gebruikmaakt van nucleair afval , duizenden jaren meegaat en is opgebouwd uit lagen van de kleinste diamantjes?

Het is iets ingewikkelder dan dat. Elke batterijcel produceert bijvoorbeeld maar een kleine hoeveelheid energie , dus moeten wetenschappers de cellen in enorme aantallen combineren om grote apparaten regelmatig van stroom te voorzien. Dit verhoogt de kosten aanzienlijk, evenals de complexiteit.

Golsharifi prijst de kleine afmetingen van de Nano Diamond Battery-cellen echter als een voordeel voor schaalbaarheid. “Neem bijvoorbeeld de batterij van een polshorloge: die verbruikt ongeveer twee microwatt, dus een veel kleinere NDB-cel zou voldoende zijn”, legt hij uit. “Als we een andere toepassing van stroom moeten voorzien, kan het aantal gestapelde cellen worden verhoogd om aan de vraag te voldoen.”