Dieses zur Verfügung gestellte Foto zeigt Mitarbeiter bei der Arbeit in der Wuxi Beita Pharmatech Co., Ltd. in Wuxi, Ostchinas Provinz Jiangsu, 12. März 2025. (Xinhua)

Als jüngsten Schritt auf dem Weg zu einer sauberen Energietechnologie hat ein chinesisches Unternehmen nach eigenen Angaben einen Prototyp einer ultralangen Kohlenstoff-14-Kernbatterie (C-14) mit dem Namen „Zhulong-1“ entwickelt und damit Fortschritte bei der Innovation von Mikro-Kernbatterien erzielt.

Das in der ostchinesischen Provinz Jiangsu ansässige Unternehmen Wuxi Beita Pharmatech Co., Ltd. erklärte, dass es diesen Erfolg in Zusammenarbeit mit der Northwest Normal University in der Provinz Gansu im Nordwesten Chinas erzielt hat.

Nuklearbatterien wandeln radioaktive Zerfallsenergie in Elektrizität um und unterscheiden sich damit grundlegend von herkömmlichen chemischen Batterien. Wuxi Beita hat ein komplettes System der C-14-Industriekette aufgebaut. Dies umfasst C-14-Etikettierungsprodukte und -Technologien, was nach Angaben des Unternehmens die Grundlage für die Entwicklung von „Zhulong-1“ bildet.

Zhang Guanghui, technologischer Leiter des Batterieprojekts von der Northwest Normal University, erklärte am Mittwoch, dass die Hauptinnovation von „Zhulong-1“ in der Verwendung von C-14 liege. Dies sei ein radioaktives Isotop mit einer Halbwertszeit von 5.730 Jahren, das mit einem Siliziumkarbid-Halbleiter (SiC) gepaart werde, um Strom zu erzeugen. Beim Zerfall von C-14 werden Betateilchen freigesetzt, die mit dem Halbleiter in Wechselwirkung treten und einen stetigen Elektronenstrom erzeugen.

Mit diesem Ansatz würden wichtige technische Probleme gelöst, darunter die Herstellung von C-14-Quellen mit hoher spezifischer Aktivität, die geringe Energieumwandlungseffizienz und die Stabilität der Wandlergeräte, so Zhang.

Bei einer Live-Demonstration im Labor von Wuxi Beita hat eine mit „Zhulong-1“ betriebene LED fast vier Monate lang einwandfrei funktioniert und mehr als 35.000 gepulste Blitze abgegeben. Die Forscher bestätigten die Leistungsfähigkeit der Batterie, indem sie sie mit einem Bluetooth-Chip kombinierten, der erfolgreich drahtlose Signale sendete und empfing.

Das Forschungsteam habe die Batterie nach „Zhulong“, der mythischen chinesischen Drachengottheit, benannt. Sie symbolisiere in Chinas altem Text „Shan Hai Jing“ ewiges Licht und Energie, was sowohl den Reichtum der chinesischen Kultur als auch die Eigenschaften der Batterie als dauerhafte Energiequelle widerspiegele, sagte Cai Dinglong, Leiter des Batterieprojekts.

Dieses zur Verfügung gestellte Foto zeigt einen Prototyp einer ultralanglebigen Kohlenstoff-14 (C-14)-Kernbatterie mit dem Namen „Zhulong-1“ in Wuxi, Ostchinas Provinz Jiangsu, 12. März 2025. (Xinhua)

Die Batterie könne in einem Temperaturbereich von minus 100 Grad Celsius bis 200 Grad Celsius betrieben werden, habe eine zehnmal höhere Energiedichte als handelsübliche Lithium-Ionen-Batterien und eine Degradationsrate von weniger als fünf Prozent über eine geplante Lebensdauer von 50 Jahren, so Cai.

Die Batterietests wurden von den Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften durchgeführt.

Han Yuncheng, Forscher am Institut für nukleare Sicherheitstechnologie, erklärte, dass die Tests darauf hindeuten würden, dass die wichtigsten technologischen Indikatoren von „Zhulong-1“ – einschließlich Leistungsniveau, Energieumwandlungseffizienz und Stabilität – fortschrittlich seien.

Als Mikro-Energielösung der neuen Generation haben C-14-Kernbatterien ein breites Anwendungsspektrum im Gesundheitswesen, im Bereich des Internets der Dinge und in der Weltraumforschung.

Insbesondere könnten sie permanente Implantate wie Gehirn-Computer-Schnittstellen oder Herzschrittmacher mit Strom versorgen und Netzwerke mit Billionen von Sensoren für das Internet der Dinge unterstützen, so Zhang.

Darüber hinaus könnten diese Batterien in extremen Umgebungen wie der Tiefsee, der Antarktis, dem Mond und dem Mars als wartungsfreie Dauerstrombatterien dienen und auch interstellaren Raumfahrzeugen einen konstanten Betrieb ermöglichen, so Zhang weiter.

Das Forschungsteam arbeitet bereits an einem Modell der zweiten Generation: „Zhulong-2“. Cai sagte, dass sich die Weiterentwicklung auf die Senkung der Produktionskosten und die Verkleinerung der Größe konzentrieren werde.

„Es wird erwartet, dass ‚Zhulong-2‘ Ende dieses Jahres oder Anfang nächsten Jahres gestartet wird und nur noch die Größe einer Münze hat“, sagte er.