China schrumpft Atombatterie, die Tausende Jahre hält

1.000 Jahre lang keine Batterie wechseln? Das klingt nach Wunschdenken, ist aber Gegenstand vieler Forschungsarbeiten. So auch in der chinesischen Northwest Normal University in Gansu. Die neueste Version ihrer Atombatterie, Qianjiyuan Tianshu, soll genau das möglich machen. 

Es ist nicht das erste Mal, dass das Team mit einer Atombatterie in den Schlagzeilen landet. Erst 2025 verkündeten die Forscher, ihre Atombatterie Zhulong-1 halte 100 Jahre. Sie besteht aus C-14 (Carbon-14 bzw. Kohlenstoff-14) und einem Siliziumkarbid-Halbleiter (SiC) und ist der Vorgänger von Qianjiyuan Tianshu. 

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Aus radioaktiver Strahlung wird Strom

Um elektrische Energie zu erzeugen, nutzen die Forscher den radioaktiven Zerfallsprozess von C-14. Die dabei freiwerdenden Elektronen (Beta-Teilchen) werden über den Halbleiter angeregt und in Strom umgewandelt - wie ein Solarpanel, das statt Sonnenstrahlen Radioaktivität nutzt. Die jetzt präsentierte, überarbeitete Version der Batterie soll dabei gegenüber der Vorgänger-Version lediglich 22 Prozent des radioaktiven Materials verbrauchen, um die gleiche Strommenge zu erzeugen, schreibt die South China Morning Post.

Ähnlich wie der Vorgänger kommt auch Qianjiyuan Tianshu auf 2,06 Volt Spannung. Die maximale Ausgangsleistung beträgt aber 1,13 bis 1,3 Mikrowatt, das 2,6-Fache der Leistung der Vorgänger-Batterie mit 433 Nanowatt. Der Kurzschlussstrom wurde um das 2,5-Fache gesteigert: von 282 Nanoampere auf 0,713 Mikroampere. 

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Kleine Batterie für extreme Bedingungen

Zudem gelang es, die Batterie kleiner und leichter zu bauen. Sie ist 16,8 Kubikzentimeter groß und hat damit nur noch 17 Prozent der Vorgänger-Größe. Dadurch steigert sich die volumetrische Leistungsdichte um das 15,5-Fache (also mehr Leistung bei geringerer Größe). Die Batterie kann verlässlich bei Extremtemperaturen zwischen -100°C und 200°C betrieben werden. 

Das ist deshalb wichtig, weil sie nicht für Smartphones oder E-Autos gedacht ist, sondern für den Weltraum oder die Tiefsee. Ihre Leistung ist für den Betrieb von Smartphones o.ä. viel zu gering. Doch in Satelliten oder Tiefseesensoren könnte so eine Batterie die Instrumente lange Zeit sicher mit Strom versorgen. Eine leere Batterie bedeutet bei solchen Geräten nämlich meist, dass man die Instrumente, die damit versorgt werden, aufgeben muss, weil ein Batterietausch zu aufwändig wäre.  

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Auf die Tausende Jahre Laufzeit kommen die Forscher aufgrund der Halbwertszeit von C-14. Die beträgt 5.730 Jahre und wäre damit die Obergrenze der potenziellen Betriebsdauer. Das ist nicht neu, sondern wurde bereits 2024 von britischen Forschern beschrieben. Ob diese Zeitspanne im tatsächlichen Einsatz realistisch ist oder theoretisch bleibt, konnte bisher noch nicht nachgewiesen werden.