Wetenschappers ontwikkelen microscopisch kleine batterijen die gebruikmaken van radio-actieve isotopen. Dergelijke batterijen zijn ideaal voor kleine apparaten zoals infraroodapparatuur.
Professor Amit Lal van de Cornell University gebruikt micro-elektronisch-mechanische systeem technologie (mems) om zo’n kleine batterij te maken die tientallen jaren meegaat. "Elektronische circuits en nanomachines worden steeds kleiner, maar de batterijen die voor de stroomvoorziening zorgen, zijn in verhouding vreselijk groot", legt Lal uit. "Wij bouwen een batterijtje dat tientallen jaren energie kan leveren aan infraroodapparatuur of geïmplanteerde medische apparaatjes door die energie uit radio-actieve isotopen te halen."
De batterij geeft de vrijgekomen energie van de radio-actieve isotoop direct door naar de bewegendecantilever (vergelijkbaar met een hefboom) die dan elektriciteit voor de circuits genereert. Decantilever hangt direct boven een dunne laag van het radio-actieve isotoop nickel-63. Zodra de isotoop afbreekt, komen er in dit geval biologisch onschadelijke electronen vrij. Door de elektronen krijgt decantilevereen negatieve lading, terwijl de filmlaag positief geladen wordt. Door de tegengestelde ladingen buigt decantilever naar de radio-actieve film en zo wordt de elektronische lading doorgegeven. Daarna schiet de hefboom weer terug om zich opnieuw op te laden.
Deze op-en-neer beweging blijft doorgaan totdat de isotoop is afgebroken, hetgeen jaren kan duren. De tijd die nickel-63 nodig heeft om zijn radio-activiteit te halveren, is meer dan honderd jaar, maar volgens professor Lal werkt de batterij het beste tijdens de eerste helft van de afbraakperiode. Lal experimenteert nog met meerdere isotopen, die allemaal verschillende voor- en nadelen hebben wat betreft de hoeveelheid energie die ze kunnen genereren en de levensduur. Sommige isotopen zijn immuun voor invloeden van buitenaf, zoals hoge temperaturen, ddie normaliter de levensduur van een batterij aantasten.
Decantilever kan op meerdere manieren gebruikt worden, waardoor er meerdere gebruiksmogelijkheden zijn. Te denken valt aan het aanbrengen van een wieltje, zodat het niet op en neer gaat, maar draait, of het bevestigen van een magneetje zodat elektriciteit gegenereerd kan worden.
Op dit moment zijn Amit Lal en zijn assisenten bezig het formaat van de mems-batterij nog verder te verkleinen. Het huidige prototype past met alle werkende onderdelen in een kubus van minder dan een kubieke millimeter.
