Betavoltaic, battery dengan masa pakai selama puluhan tahun | BUNYU ONLINE

Sementara itu, perusahaan yang yang bernama Widetronix juga bekerjasama dengan produsen pembuat perangkat medis untuk mengembangkan battery yang dapat digunakan pada perangkat bionik (implant) yang kelak bisa menggantikan organ-organ tubuh manusia yang rusak. Battery yang dikembangkan oleh Widetronix dapat berfungsi dengan adanya peluruhan isotop hydrogen yang disebut tritium menjadi elektron energi tinggi.

Pada sel surya (fotovoltaic) digunakan semikonduktor misalnya yang terbuat dari silikon untuk menangkap energi dari foton yang dikandung oleh sinar matahari, maka pada sel-sel Betavoltaic menggunakan semikonduktor untuk menangkap energi yang dihasilkan oleh elektron selama peluruhan isotop nuklir. Jenis peluruhan nuklir ini disebut "peluruhan beta" dan partikel yang dihasilkan disebut partikel beta.

Battery Betavoltaic memiliki daya tahan antara beberapa tahun hingga 100 tahun, tergantung pada jenis radioisotope yang digunakan. Battery nuklir ini memiliki kemampuan yang jauh lebih baik dibandingkan battery biasa yang bekerja berdasarkan proses kimia. Dengan masa pakai yang sangat lama tersebut, battery Betavoltaic menjadi sangat menarik untuk digunakan sebagai sumber listrik pada perangkan implant medis atau perangkat militer. Di samping itu, Betavoltaic dapat digunakan pada kondisi alam yang sangat ekstrim dengan suhu yang sangat panas maupun sangat dingin.

Sebenarnya konsep battery betavoltaic sudah dikembangkan sejak 50 tahun yang lalu. Alat pacu jantung yang pertama menggunakan betavoltaic dengan unsure radioaktif promethium. Tapi setelah itu betavoltaic tidak digunakan lagi ketika orang sudah mengembangkan battery lithium-ion yang lebih murah. Tapi teknologi sekarang sudah berkembang ke arah yang lain ketika bahan semikonduktor sudah makin banyak diproduksi. Semikonduktor pada generasi awal belum cukup efisien untuk mengkonversi elektron pada peluruhan beta menjadi energi listrik seperti sekarang ini, sehingga pada waktu itu harus digunakan isotop dengan energi yang lebih besar, lebih mahal, dan memiliki potensi bahaya. Kini bahan semikonduktor yang lebih efisien dapat dipasangkan pada isotop yang relatif aman seperti tritium dan menghasilkan radiasi yang sangat lemah.

Battery nuklir buatan Widetronix terdiri dari lembaran logam yang mengandung isotop tritium dan chip tipis dari semikonduktor silikon karbida, yang dapat mengkonversi 30 persen partikel beta menjadi arus listrik. "Silikon karbida sangat kuat dan fleksibel. Battery ini menghasilkan arus listrik sebesar satu microwatt," kata CEO Widetronix, Jonathan Greene. Saat ini prototype-nya sedang diuji oleh Lockheed Martin untuk menghasilkan 25 nanowatts arus listrik.

Arus listrik yang dihasilkan oleh betavoltaic tidak begitu kuat. Battery ini tidak memiliki daya yang cukup untuk mengoperasikan drive laptop atau ponsel. Tapi kepadatan energinya sangat tinggi dan mampu menyimpan banyak energi dalam lembaran logam yang hanya memiliki ketebalan dalam ukuran mikrometer hingga dapat dibuat unit battery dengan ukuran yang sangat kecil. Battery ini memang hanya digunakan untuk perangkat yang membutuhkan battery dengan masa pakai yang sangat lama dengan energi listrik yang mencukupi.

Salah satu perangkat yang membutuhkan battery seperti ini misalnya pemantau peralatan militer. "Departemen Pertahanan membutuhkan sistem perlindungan yang menyeluruh sehingga tidak ada yang bisa mengambil alih kendali sebuah rudal atau pesawat terbang militer tanpa ijin," kata Christian Adams, seorang ahli kimia di Lockheed Martin Missiles and Fire Control. Chip memori yang mengontrol sistem antitamper tersebut membutuhkan tenaga listrik dengan supply arus rendah secara berkelanjutan dan dalam waktu yang lama. Spesifikasi militer juga mengharuskan perangkat ini tahan terhadap kondisi ekstrim dimana baterai konvensional tidak bisa mentolerir. Battery harus bisa tetap berfungsi pada temperatur dari -65ºC hingga 150ºC, tahan terhadap getaran frekuensi tinggi, kelembaban yang tinggi, dan reaksi zat garam. Jika battery yang digunakan menjadi membeku atau gagal dalam fungsinya, rangkaian memori akan kehilangan konfigurasi.

"Battery nuklir yang dibuat oleh Widetronix adalah produk yang pertama lolos uji untuk spesifikasi militer," kata Christian Adams. Lockheed telah menerima prototipe yang dibuat oleh perusahaan ini pada minggu lalu. Lockheed juga bekerja sama dengan perusahaan ini untuk mengembangkan betavoltaic dengan daya yang lebih tinggi untuk pemantauan rudal jarak jauh. Selain itu, Widetronix juga sedang menguji battery nuklir ini dengan perusahaan pembuat perangkat medis, Welch Allyn.

sumber : lockheedmartin.com, widetronix.com