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公開：2024-12-09

ブリストル大学と英国原子力庁が世界初の炭素14ダイヤモンド電池を開発、数千年の電力供給を実現へ

text: XEXEQ編集部
（記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります）

記事の要約

• 世界初の炭素14ダイヤモンド電池の開発に成功
• デバイスに数千年の電力供給が可能
• 医療機器や宇宙機器への応用に期待

ブリストル大学と英国原子力庁が革新的な長寿命電池を開発

ブリストル大学および英国原子力庁(UKAEA)の研究チームは、世界で初めて炭素14ダイヤモンド電池の開発に2024年12月4日に成功したと発表した。この革新的な電池は放射性同位元素の炭素14を利用し、半減期が5,700年という特性を活かして長期間にわたり低レベルの電力を生成することが可能になった。^[1]

炭素14ダイヤモンド電池は、ソーラーパネルと同様の原理で動作するが、光子の代わりにダイヤモンド構造内の高速電子を捕捉して電力を生成する仕組みを採用している。人工ダイヤモンドを使用して少量の炭素14を安全に封じ込めることで、マイクロワットレベルの持続的な電力供給を実現した。

医療分野においては、眼球インプラント、補聴器、ペースメーカーなどのデバイスへの応用が期待されており、電池交換による患者の負担軽減につながる可能性が高い。また、宇宙や地球上の過酷な環境下で使用される機器、特に宇宙船やペイロードの識別・追跡用RFタグへの電力供給にも活用できる。

炭素14ダイヤモンド電池の特徴まとめ

放射性同位体について

放射性同位体とは、原子核が不安定で自然に崩壊して放射線を放出する元素の同位体のことを指す。主な特徴として、以下のような点が挙げられる。

• 一定の割合で放射線を放出しながら別の元素に変化
• 半減期と呼ばれる特定の期間で放射能が半分に減衰
• 医療診断や年代測定などの分野で広く活用

炭素14は代表的な放射性同位体の一つで、炭素年代測定に利用される一方で、その長い半減期と安定した崩壊特性から新たなエネルギー源としての活用が期待されている。特に人工ダイヤモンドと組み合わせることで、安全かつ持続可能な電力供給源として革新的な可能性を秘めている。

炭素14ダイヤモンド電池に関する考察

炭素14ダイヤモンド電池の開発成功は、長寿命電源の実現という観点から画期的な breakthrough となった。医療分野では電池交換の必要性が大幅に低減されることで患者の身体的・精神的負担が軽減され、宇宙開発分野では長期ミッションにおける電源の信頼性向上につながる可能性が高い。

今後の課題として、製造コストの最適化や大量生産技術の確立が挙げられる。また、放射性物質を使用することから、製造・輸送・廃棄の各段階における安全管理体制の構築も重要となるだろう。さらに、出力がマイクロワットレベルに限定されることから、適用可能なデバイスの範囲を見極める必要がある。

将来的には、他の放射性同位体との組み合わせによる性能向上や、より効率的なエネルギー変換メカニズムの開発が期待される。医療機器や宇宙機器以外の分野への応用可能性も探っていく必要があるだろう。人工ダイヤモンドの製造技術の進歩と相まって、さらなる発展が見込まれる。

参考サイト

1. ^ Homepage | University of Bristol. 「December: Diamond battery media release | News and features | University of Bristol」. https://www.bristol.ac.uk/news/2024/december/diamond-battery-media-release.html, (参照 24-12-09).

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