1 day ago
7
Jakarta -
Sekelompok ilmuwan berhasil menciptakan baterai yang bertahan selama 5.700 tahun sekali isi. Pengembangan ini menggunakan jenis karbon-14 yang tertanam dalam struktur berlian untuk menghasilkan aliran listrik yang stabil selama ribuan tahun.
Neil Fox, profesor bidang material untuk energi di Bristol University, telah menjadi bagian dari tim yang memajukan teknologi ini.
Ia dan rekan-rekannya di Bristol University UK Atomic Energy Authority (UKAEA), sedang mencari cara untuk menggunakan kembali bahan radioaktif agar dapat digunakan dalam sumber daya jangka panjang.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Mengenal Baterai Karbon-14
Karbon-14 memiliki waktu paruh sekitar 5.700 tahun, yang berarti peluruhan radioaktifnya berlanjut pada tingkat yang rendah untuk waktu yang sangat lama.
Baterai tradisional kehilangan daya dalam hitungan hari atau tahun, tetapi sel daya berbasis berlian memiliki kapasitas untuk menyalurkan energi berskala mikrowatt selama berabad-abad.
Para peneliti mengambil karbon-14 dari sisa grafit reaktor, sebuah pendekatan yang membantu mengurangi limbah nuklir. Cangkang berlian menahan radioaktivitas di dalam, memastikan emisi minimal di luar perangkat.
Penelitian Fusi Berperan
Fusi telah menjadi fokus UKAEA, dengan kerja keras untuk mengendalikan reaksi di dalam reaktor tokamak (sering disebut sebagai teknologi Matahari buatan). Mesin ini menggunakan magnet kuat untuk menampung plasma super panas yang terbuat dari deuterium dan tritium, dua bentuk hidrogen.
Keahlian yang dikembangkan dalam menangani reaktor dan material khusus telah membantu menciptakan proses yang aman untuk mengekstraksi dan menyimpan karbon-14.
Pengetahuan yang sama memungkinkan pembangunan rig pengendapan plasma untuk menumbuhkan lapisan berlian. Kolaborasi ini telah menunjukkan bagaimana wawasan dari fusi dapat memicu inovasi di bidang terkait.
Membangun Baterai Karbon-14
Berlian yang digunakan dalam baterai tersebut bukanlah berlian alami. Berlian tersebut tumbuh secara sintetis melalui proses yang disebut pengendapan uap kimia dengan peningkatan plasma, dengan atom karbon-14 diendapkan dalam lapisan tipis untuk membentuk struktur berlian.
Insinyur di Culham Campus UKAEA membangun alat deposisi plasma khusus untuk menciptakan lapisan berlian ini dengan presisi. Peralatan ini memungkinkan pertumbuhan terkendali dari berlian yang mengandung karbon-14, mengunci material radioaktif di tempatnya dengan aman sambil memaksimalkan penangkapan energi.
Cara Baterai Menghasilkan Tenaga
"Baterai berlian menawarkan cara yang aman dan berkelanjutan untuk menyediakan daya dalam level mikrowatt secara terus-menerus. Baterai ini merupakan teknologi baru yang menggunakan berlian buatan untuk membungkus sejumlah kecil karbon-14 dengan aman," kata Sarah Clark, Tritium Fuel Cycle di UKAEA.
Baterai ini dapat memberi daya pada perangkat kecil di bawah kulit, seperti alat bantu dengar atau alat pacu jantung. Selain itu, baterai juga dapat mendukung gadget di tempat-tempat terpencil yang tidak memungkinkan penggantian baterai.
Baterai karbon-14 berfungsi seperti panel surya, kecuali ia menangkap energi dari elektron, bukan foton. Saat karbon-14 meluruh di dalam cangkang berlian, ia memancarkan elektron berkecepatan tinggi, yang diubah menjadi arus listrik melalui sifat semikonduktor berlian.
Fitur utamanya adalah proses peluruhan ini terjadi terus-menerus, tanpa gangguan atau masukan eksternal. Itu berarti baterai dapat menghasilkan aliran listrik yang stabil selama ribuan tahun, sehingga ideal untuk aplikasi berdaya sangat rendah dan berdurasi panjang.
Pentingnya Baterai Karbon-14
"Teknologi tenaga mikro kami dapat mendukung berbagai aplikasi penting mulai dari teknologi ruang angkasa dan perangkat keamanan hingga implan medis," kata Tom Scott, profesor bidang material di Bristol University.
Disebutkan olehnya, sistem berdaya rendah ini dapat beroperasi pada arus yang lebih kecil daripada arus yang digunakan lampu LED. Sistem tersebut mungkin tidak dapat memberi daya pada mobil listrik atau smartphone, tetapi menawarkan aliran listrik yang lebih lama daripada penyimpanan energi konvensional.
Diperlukan banyak pengujian laboratorium sebelum baterai karbon-14 bisa digunakan pada barang sehari-hari. Penanganan bahan radioaktif memerlukan pengawasan ketat, dan biaya produksi berlian tetap menjadi faktor yang perlu dipertimbangkan.
Karenanya, kolaborasi antara lembaga akademis dan industri dapat membuka cara yang lebih efisien untuk memproduksi sel-sel ini. Jika pendekatan ini dapat diterapkan secara luas, teknologi baterai karbon-14 dapat mengatasi masalah pengurangan limbah dan memastikan daya yang konsisten di bidang-bidang yang paling penting dalam hal keandalan.
(rns/rns)
