De ontwikkeling van tritium- of uraniumbatterijen is al lange tijd gaande. In 2011 begon in Amerika de productie van batterijen met een levensduur van 20 jaar. Deze batterijen hebben een spanning van 3 volt en een ontlaadstroom van 16 nanoampère. Deze neemt geleidelijk af tot vijf nanoampère.
Waar wordt het gebruikt?
Tritiumbatterijen worden gebruikt in:
- Pacemakers.
- Implantaten.
- Sensoren voor geologen en oliearbeiders.
- De ruimtevaartindustrie. Met name onderzoeksvoertuigen.
- Zichtpunten met verlichting.
- Voor de werking van militaire indicatoren.
- Vliegtuigen.
Deze apparaten vereisen een lage stroomsterkte, maar wel een lange levensduur.
De uraniumbatterij werkt bij temperaturen van -40 tot +80 graden Celsius.
Het werkingsprincipe van een tritiumbatterij en onderzoek op dit gebied.
Het werkt door het verval van het waterstofisotoop tritium. Dit onderwerp werd al in de jaren vijftig onderzocht. Er werd onderzoek gedaan met nikkel, strontium en yttrium. Er werd echter niets bruikbaars uit deze materialen geproduceerd.
Alleen tritium leverde het gewenste resultaat op. Het kan een zachte elektronenstroom produceren. Dit hielp bij het creëren van een duurzame energiebron.
Elektronen in de energiebron bewegen gelijkmatig in beide richtingen. Elektriciteit wordt opgewekt in siliciumwafels. Minder dan 50% van de elektronen werd opgevangen door de interactie van elektronen met p-n-overgangen.
Om dit probleem op te lossen, hebben wetenschappers van de Universiteit van Rochester gaten in het oppervlak van siliciumwafels gemaakt. Nu vult tritium de gaten volledig. Bovendien is het volledig omgeven door silicium.
De resulterende tritiumbatterij kan temperaturen van -50 graden Celsius tot +150 graden Celsius gedurende langere perioden weerstaan. Tritium vervalt over een periode van 12,262 jaar. Het eindresultaat is:
- Elektronen
- Antineutrino
- Helium 3
Door de lage energie van elektronen kunnen ze gemakkelijk worden opgevangen met gewoon papier, rubber of textiel.
Fabrikanten hebben aandacht besteed aan de veiligheid.
Tritiumbatterijen hebben een goed gemaakte behuizing die voorkomt dat straling de buitenomgeving binnendringt.
De industrie wint tritium door het te bestralen met lithiumisotopen en neutronen. Een andere technologie omvat het herverwerken van zwaar water (een moderator voor kernreactoren).
In principe is het isotoop niet gevaarlijk voor het menselijk lichaam. De straling ervan dringt slechts enkele millimeters door in de lucht. Als het via water in het lichaam terechtkomt, is het wel gevaarlijk.
CityLabs werd opgericht in 2005. De primaire focus ligt op de productie van tritiumbatterijen. Directeur Larry Olsen ontwikkelde in de jaren zeventig een batterij met een lange levensduur. Hetzelfde bedrijf ontwikkelde ook de NanoTritium-batterij, die in 2018 werd ontwikkeld en bekend staat als de P100. Deze batterij heeft een spanning van 0,75 volt en levert 75 nanowatt aan vermogen.
De positieve pool is pin 1 van de microchip. De negatieve pool is pin 15. Uiterlijk lijkt deze batterij op een standaard microchip. Hij wordt geproduceerd in LCC68- en LCC44-behuizingen.
De tritiumbatterij heeft, in tegenstelling tot zijn jongere, kortlevende voorgangers, een aantal voordelen:
- De druk in de behuizing neemt niet toe.
- Geen chemisch actieve stoffen.
- Het lichaam wordt niet vernietigd.
- Bestand tegen mechanische schokken.
- De stoffen die vrijkomen bij de werking van een tritiumbatterij zijn niet giftig.
Het enige nadeel van dit type voeding is de prijs. Die varieert momenteel sterk, maar ligt rond de $2.000.
Lees ook het artikel atoombatterij.
