Baterai Ini Mampu Bertahan 100 Generasi, Lebih Lama dari Peradaban

Digital, VIVA - Para ilmuwan berhasil menciptakan baterai yang bertahan selama 5.700 tahun tanpa perlu diisi ulang. Pengembangan ini menggunakan jenis karbon-14 yang tertanam dalam struktur berlian untuk menghasilkan aliran listrik yang stabil selama ribuan tahun.

Neil Fox, Profesor Material untuk Energi di Universitas Bristol, Inggris, telah menjadi bagian dari tim yang memajukan teknologi ini, seperti dikutip dari situs Earth, Kamis, 5 Juni 2025.

Ia dan rekan-rekannya di Universitas Bristol dan Otoritas Energi Atom Inggris (UKAEA) tengah mencari cara untuk menggunakan kembali bahan radioaktif agar dapat digunakan dalam sumber daya jangka panjang.

Memahami 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.

Dimana penelitian fusi berperan?

Fusi telah menjadi fokus UKAEA, dengan kerja keras untuk mengendalikan reaksi di dalam tokamak. 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, di mana atom karbon-14 diendapkan dalam lapisan tipis untuk membentuk struktur berlian.

Insinyur di Kampus Culham 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.

Bagaimana 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, Direktur Tritium Fuel Cycle di UKAEA.

Baterai ini dapat memberi daya pada perangkat kecil di bawah kulit, seperti alat bantu dengar atau alat pacu jantung. Baterai ini 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.

Potensi ruang dan keamanan

Wahana antariksa menghadapi sinar matahari yang terbatas saat mereka melakukan perjalanan lebih jauh. Sumber daya karbon-14 dapat menjaga instrumen tetap hidup lama setelah panel surya tidak dapat digunakan lagi.

Misi jangka panjang memerlukan perawatan minimal, dan pasokan listrik yang lambat dan stabil sangat ideal untuk sensor dan suar komunikasi. Label frekuensi radio (RF) juga bermanfaat jika identifikasi diperlukan selama beberapa dekade.

Baterai tradisional akan cepat rusak, tetapi sel daya yang tahan lama dapat menjaga perangkat pelacakan tetap beroperasi di orbit atau lingkungan yang keras di Bumi.

Mengapa baterai karbon-14 penting

“Teknologi tenaga mikro kami dapat mendukung berbagai aplikasi penting mulai dari teknologi ruang angkasa dan perangkat keamanan hingga implan medis. Kami gembira dapat mengeksplorasi semua kemungkinan ini, bekerja sama dengan mitra di industri dan penelitian, selama beberapa tahun ke depan,” kata Profesor Tom Scott, Profesor Material di Universitas Bristol.

Sistem berdaya rendah ini dapat beroperasi pada arus yang lebih kecil daripada arus yang digunakan lampu LED. Sistem ini mungkin tidak dapat memberi daya pada mobil listrik atau telepon pintar, tetapi sistem ini menawarkan aliran listrik yang lebih lama daripada penyimpanan energi konvensional.

Tantangan dan persepsi publik

Banyak pengujian laboratorium yang harus dilakukan sebelum baterai karbon-14 muncul dalam barang sehari-hari. Penanganan bahan radioaktif memerlukan pengawasan ketat, dan biaya produksi berlian tetap menjadi faktor yang perlu dipertimbangkan.

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 ini dapat mengatasi masalah pengurangan limbah dan memastikan daya yang konsisten di bidang-bidang yang paling penting dalam hal keandalan.

Penerapan baterai karbon-14 secara luas akan sangat bergantung pada kepercayaan publik dan komunikasi yang transparan. Meskipun tingkat radiasinya sangat rendah dan terkendali sepenuhnya, istilah “ radioaktif ” masih membawa stigma yang dapat menghambat penerimaan di pasar konsumen.

Regulator juga memerlukan waktu untuk menilai standar keselamatan untuk produksi, penggunaan, dan pembuangan. Studi jangka panjang harus memastikan stabilitas dalam kondisi dunia nyata. Hingga saat itu, teknologi tersebut mungkin masih terbatas pada sektor-sektor khusus seperti kedirgantaraan, pertahanan, dan perangkat medis implan.