Atomkraft fürs Smartphone

Nicht nur die ausreichende Stromversorgung von mobilen Geräten wie Notebooks oder PDAs stellt die Hersteller und Wissenschaftler auf der ganzen Welt vor grosse Probleme, sondern auch die sogenannten Microelectromechanical Systems (MEMS) wie Sensoren in Autos oder bei Umweltkontrollen, die permanent und über einen langen Zeitraum mit Strom versorgt werden müssen. Ein neuer Ansatz von Forschern der Cornell University und der University of Wisconsin-Madison will dieses Problem lösen, indem die Lebenszeit herkömmlicher Batterien mit Strom aus radioaktivem Material verlängert wird.

Die Forscher setzen dabei nicht auf miniaturisierte Atomreaktoren, sondern wollen den Strom direkt aus dem radioaktiven Material wie Nickel-63 oder Tritium gewinnen. Dies, indem Beta-Strahlen, welche von Nickel-63 beim Zerfall ausgesendet werden, Atome in Silizium-Dioden zum Ionisieren bringen, was dazu führt, dass sich die Elektronen in den Dioden in Bewegung setzen.

Durch die Auswahl des geeigneten Materials lässt sich nicht nur die Lebensdauer des Stromerzeugers bestimmen, sondern auch der Aufwand für die Abschirmung massiv senken. So ist zum Beispiel Nickel-63 bereits nach einer nur 21 Mikrometern langen Reise durch Silizium nicht mehr schädlich. So lassen sich problemlos auch sehr kleine «Batterien» produzieren, die über ein halbes Jahr hinweg Strom abgeben können. Allerdings, so die Forscher, sei die derart produzierte Strommenge weder besonders gross noch konstant. So konnten aus 10 Milligramm Polonium-210 50 Milliwatt Strom produziert werden.
Dies ist zwar nicht genug für eine kontinuierliche Speisung eines Stromfresser wie einem Notebook, für einen einfachen Microchip reicht dies aber ebenso aus wie zum Nachladen des herkömmlichen Notebook-Akkus. Dies dürfte sich vor allem dann zu lohnen beginnen, wenn es den Forschern gelingt, den bislang mageren Wirkungsgrad von 4 Prozent auf die angepeilten 20 Prozent zu erhöhen sowie die Grösse der «Kraftwerke» weiter zu verkleinern, so dass zum Beispiel jeder Chip mit seinem eigenen Generator ausgestattet werden könnte.