충전 없이 수천년 지속…英 연구팀, '탄소 14 다이아몬드 배터리' 개발

[AI리포터]

[디지털투데이 AI리포터] 영국 브리스톨대학교와 영국원자력공사(UKAEA)의 과학자들이 탄소 연대 측정에 사용되는 방사성 동위원소인 탄소 14를 다이아몬드에 내장한 '탄소14 다이아몬드 배터리'를 개발했다.

17일(현지시간) 온라인 매체 기가진에 따르면 이 배터리는 탄소 14의 방사선을 이용해 전력을 생산하는 구조로, 수천 년 동안 전력을 공급할 수 있다고 한다.

이 배터리는 오랜 시간 낮은 수준의 에너지를 방출하는 탄소 14의 방사성 붕괴를 활용한다. 탄소 14는 방사성 붕괴 과정에서 조금씩 방사선을 내뿜고, 이 방사선에 의해 주변 다이아몬드 내의 전자가 여기되어 전력을 생산하는 방식이다.

탄소 14 다이아몬드 배터리의 가장 큰 특징은 기존 전지에 비해 수명이 압도적으로 길다는 점이다. 탄소 14의 반감기는 5730년이며, 실제로는 이보다 훨씬 더 오랜 기간 동안 방사선을 내뿜기 때문에 탄소 14 다이아몬드 배터리도 수천 년 이상의 수명을 가지고 있다고 한다.

1g의 탄소 14를 함유한 탄소 14 다이아몬드 배터리는 하루에 15J(줄)의 전력을 생산할 수 있다. 이에 비해 무게가 약 20g인 표준 알카라인 AA 배터리는 1g당 700줄의 에너지를 가지고 있어 단기적으로는 탄소 14 다이아몬드 배터리가 훨씬 더 많은 전력을 공급하지만 수명이 훨씬 더 길다는 것이 차이점이다.

또한 탄소 1 4다이아몬드 배터리는 인체에 해를 끼치지 않으며, 유지보수가 필요 없다. 따라서 의료기기에 사용되어 교체에 따른 환자의 번거로움과 고통을 줄일 수 있으며, 긴 수명을 활용해 교체가 어려운 곳에 배치되는 장치의 동력원으로 사용할 수도 있다. 가령 우주를 떠도는 인공위성이나 심우주 탐사선을 식별하고 추적하는 무선 주파수 태그의 배터리로 활용될 수 있다.

브리스톨 대학의 톰 스콧 교수는 "우리의 마이크로 파워 기술은 우주 기술, 보안 장비, 의료용 임플란트까지 모든 중요한 애플리케이션을 지원할 수 있다"라고 말했다.

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