Perusahaan China kembangkan baterai nuklir ‘ultra-longevity’

Baterai nuklir C-14 dapat beroperasi secara stabil dalam kisaran suhu dari minus 100 derajat Celsius hingga 200 derajat Celsius, dengan densitas energi 10 kali lebih tinggi daripada baterai litium-ion komersial dan laju degradasi kurang dari 5 persen selama masa pakai yang dirancang hingga 50 tahun.

 

Nanjing, China (Xinhua/Indonesia Window) – Dalam langkah terbaru menuju teknologi energi bersih, sebuah perusahaan China mengatakan pihaknya berhasil mengembangkan prototipe baterai nuklir karbon-14 (C-14) dengan masa pakai sangat tahan lama (ultra-longevity), yang diberi nama Zhulong-1, menorehkan kemajuan dalam mewujudkan inovasi baterai mikro-nuklir.

Wuxi Beita Pharmatech Co., Ltd., yang berlokasi di Provinsi Jiangsu, China timur, mengatakan bahwa pencapaian ini diraih melalui kerja sama dengan Northwest Normal University di Provinsi Gansu, China barat laut.

Baterai nuklir mengubah energi peluruhan radioaktif menjadi listrik, yang secara mendasar berbeda dari baterai kimia konvensional. Wuxi Beita membangun sistem rantai industri C-14 yang menyeluruh, yang mencakup produk pelabelan dan teknologi pelabelan C-14, sehingga membangun fondasi bagi pengembangan Zhulong-1, papar perusahaan tersebut.

Zhang Guanghui, pimpinan teknologi dalam proyek baterai itu dan yang berasal dari Northwest Normal University, pada Rabu (12/3) mengatakan kepada Xinhua inovasi inti dari Zhulong-1 terletak pada penggunaan C-14, sebuah isotop radioaktif dengan waktu paruh 5.730 tahun, yang dipasangkan dengan semikonduktor silikon-karbida (SiC) untuk menghasilkan daya. Saat meluruh, C-14 memancarkan partikel beta yang berinteraksi dengan semikonduktor, sehingga menghasilkan aliran elektron yang stabil.

Pendekatan ini mengatasi berbagai tantangan teknis utama, termasuk penyiapan sumber C-14 dengan aktivitas spesifik tinggi, efisiensi konversi energi yang rendah, dan stabilitas perangkat transduser, kata Zhang.

Dalam demonstrasi langsung di laboratorium Wuxi Beita, sebuah LED bertenaga Zhulong-1 beroperasi dengan sempurna selama hampir empat bulan, menghasilkan lebih dari 35.000 kilatan cahaya. Para peneliti lebih lanjut memvalidasi kegunaannya dengan mengintegrasikan baterai itu ke cip Bluetooth, yang berhasil mentransmisikan dan menerima sinyal nirkabel.

Tim peneliti menamai baterai itu Zhulong, nama dewa naga dalam mitologi China yang melambangkan cahaya dan energi abadi dalam naskah kuno China, “Shan Hai Jing”. Nama ini mencerminkan kekayaan budaya China dan karakteristik pasokan energi baterai tersebut yang tahan lama, tutur Cai Dinglong, kepala proyek baterai tersebut.

Baterai itu dapat beroperasi secara stabil dalam kisaran suhu dari minus 100 derajat Celsius hingga 200 derajat Celsius, dengan densitas energi 10 kali lebih tinggi daripada baterai litium-ion komersial dan laju degradasi kurang dari 5 persen selama masa pakai yang dirancang hingga 50 tahun, papar Cai.

Institut Ilmu Fisika Hefei (Hefei Institutes of Physical Science/HFIPS), yang berada di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS), melakukan pengujian terhadap baterai tersebut.

Han Yuncheng, seorang peneliti di Institut Teknologi Keamanan Nuklir (Institute of Nuclear Safety Technology), mengatakan kepada Xinhua bahwa pengujian menunjukkan indikator teknologi inti Zhulong-1, termasuk tingkat daya, efisiensi konversi energi, dan stabilitas, sudah sangat maju.

Sebagai solusi daya mikro generasi baru, baterai nuklir C-14 memiliki berbagai aplikasi di bidang perawatan kesehatan, sektor Internet of Things (IoT), dan eksplorasi luar angkasa.

Secara khusus, baterai ini dapat memberikan daya bagi implan permanen, seperti antarmuka otak-komputer atau alat pacu jantung, serta mendukung jaringan triliunan sensor untuk IoT, urai Zhang.

Selain itu, di lingkungan ekstrem, termasuk laut dalam, Antarktika, serta Bulan dan Mars, baterai ini dapat berfungsi sebagai baterai daya kontinu tanpa pemeliharaan, yang juga bisa membuat pesawat luar angkasa antarbintang beroperasi secara terus-menerus, imbuh Zhang.

Tim peneliti tersebut saat ini sedang mengembangkan model generasi kedua, Zhulong-2. Dikatakan Cai, sejumlah upaya akan difokuskan untuk menurunkan biaya produksi dan memperkecil ukuran.

“Zhulong-2 diperkirakan akan diluncurkan pada akhir tahun ini atau awal tahun depan, dengan ukuran hanya sebesar koin,” kata Cai.

Laporan: Redaksi