Nová technologie Rosatomu podstatně prodlouží životnost baterií pro kardiostimulátory

Koncem března byl na 19. Moskevském mezinárodním salónu vynálezů a inovativních technologií Archimedes představen nový způsob výroby niklu 63 pro radioizotopovou baterii využitelnou k napájení kardiostimulátorů nebo drobných měřicích čidel. Tento postup byl vyvinut podnikem Gorno-chimičeskij kombinat (GCHK), který patří do ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

Betavoltaické baterie jsou zdroje energie, které přeměňují energii beta rozpadu na elektřinu. Nikl 63 má několik výhod oproti doposud používaným radionuklidům, jako je například tritium. K hlavním přednostem patří poločas rozpadu 100 let, což znamená, že baterie bude mít životnost asi 50 let. Tritium má poločas rozpadu jen 12 let a lithiové baterie mají životnost běžně mezi 5 a 7 lety. Navíc kovový nikl je velmi snadné fixovat na polovodičovém nositeli, což je technologicky náročné v případě plynného tritia.

Izotop nikl 63 se v přírodě nevyskytuje a je nutné jej uměle produkovat. V Spojených státech byly vyvinuty technologie obohacování přírodního niklu, které umožňují získat jen 20% obsahu požadovaného izotopu. Niklové radioizotopové baterie již byly v minulosti používány, ale s rozvojem lithiových akumulátorů od nich bylo ustoupeno. Nový postup podniku Gorno-chimičeskij kombinat umožňuje získávat nikl 63 až s 80% čistotou a znamená tak začátek nové etapy používání niklových radioizotopových baterií.

Dmitrij Druz, zástupce vedoucího technologického oddělení podniku GCHK, k tomu uvádí: „V současnosti je ve výzkumu a vývoji pozorovatelný trend hospodárného využívání energie. Klesá požadovaný výkon baterií, avšak to nemění nic na tom, že jsou potřeba stále nové a nové autonomní zdroje energie. Odhaduje se, že v roce 2020 bude po celém světě v provozu 18 miliard snímačů vyžadujících nezávislý zdroj energie.“

Miniaturní snímače potřebují zdroje elektřiny jen o výkonu od 10 do 60 mikrowattů, avšak neustále. Pro takové aplikace jsou právě radioizotopové baterie vhodné, protože jejich výkon je ve srovnání s jinými typy baterií malý, ale životnost velmi dlouhá. Navíc je možné ji provozovat ve velkém rozsahu teplot.

Niklové radioizotopové baterie budou oproti lithiovým bateriím podstatně šetrnější k životnímu prostředí. Nikl se rozpadá na stabilní měď, takže až baterie doslouží, nebude muset být likvidována jako nebezpečný odpad. Důležité je také to, že při rozpadu niklu 63 je vyzařováno měkké záření typu beta. Toto záření je odstíněno samotným obalem baterie, takže baterie nepředstavuje riziko pro člověka a může být implantována do těla pacienta k napájení kardiostimulátoru.

Podnik Gorno-chimičeskij kombinat při vývoji nového postupu spolupracoval s dalšími společnostmi patřícími do struktury Rosatomu a Ruské akademie věd.