pombalinjecta – Sebuah baterai berukuran sangat kecil yang mampu menghasilkan listrik selama puluhan tahun tanpa perlu diisi ulang terdengar seperti teknologi dari film fiksi ilmiah. Namun, gagasan tersebut telah menjadi bidang penelitian nyata dalam pengembangan sumber energi berbasis radioisotop.

Pada Januari 2024, perusahaan teknologi asal China bernama Betavolt menarik perhatian internasional setelah memperkenalkan baterai nuklir mini yang diberi nama BV100.

Perusahaan tersebut mengklaim bahwa baterainya mampu menghasilkan listrik secara terus-menerus hingga 50 tahun dengan memanfaatkan energi dari peluruhan isotop radioaktif.

Klaim tersebut segera memunculkan berbagai pertanyaan. Apakah baterai nuklir benar-benar dapat menggantikan baterai lithium-ion? Apakah teknologi ini aman digunakan pada perangkat elektronik? Dan bagaimana sebuah baterai yang menggunakan material radioaktif dapat menghasilkan listrik tanpa reaktor nuklir?

Untuk memahami teknologi baterai nuklir China, penting membedakan antara prinsip fisika yang telah lama dikenal, prototipe yang dikembangkan perusahaan, dan kemampuan komersial yang sudah terbukti melalui pengujian independen.

Baterai nuklir bukan teknologi yang sepenuhnya baru. Sumber energi radioisotop telah digunakan selama puluhan tahun dalam misi antariksa dan perangkat khusus.

Yang menarik dari pengembangan Betavolt adalah upaya memperkecil teknologi tersebut menjadi sumber daya listrik mini untuk perangkat elektronik berdaya rendah.

Apa Itu Baterai Nuklir?

Baterai nuklir adalah istilah umum untuk perangkat yang memanfaatkan energi dari peluruhan radioaktif untuk menghasilkan listrik.

Berbeda dari baterai konvensional yang menyimpan energi melalui reaksi kimia, baterai nuklir memperoleh energi dari perubahan alami pada inti atom yang tidak stabil.

Material radioaktif tertentu mengalami peluruhan secara bertahap dan melepaskan energi dalam bentuk partikel atau radiasi.

Energi tersebut dapat diubah menjadi listrik melalui berbagai metode.

Dalam dunia teknik, baterai nuklir tidak selalu mempunyai bentuk atau prinsip kerja yang sama.

Ada perangkat yang menggunakan panas dari peluruhan radioaktif, ada pula yang mengubah energi partikel secara langsung menjadi arus listrik.

Perbedaan Baterai Nuklir dan Reaktor Nuklir

Baterai nuklir tidak sama dengan pembangkit listrik tenaga nuklir.

Reaktor nuklir umumnya menggunakan reaksi fisi berantai yang dikendalikan untuk menghasilkan panas dalam jumlah besar. Panas tersebut kemudian digunakan dalam sistem pembangkitan listrik.

Sebaliknya, baterai radioisotop memanfaatkan peluruhan alami material radioaktif.

Baterai seperti BV100 tidak memerlukan reaksi fisi berantai, batang kendali reaktor, atau sistem pendinginan besar sebagaimana pembangkit nuklir.

Daya yang dihasilkan juga jauh lebih kecil.

Tujuan utama baterai nuklir mini bukan menyediakan listrik untuk rumah atau pabrik, melainkan memasok energi jangka panjang pada perangkat yang membutuhkan daya rendah.

Betavolt BV100: Teknologi Baterai Nuklir Mini dari China

Betavolt merupakan perusahaan asal Beijing yang mengembangkan baterai radioisotop mini.

Pada 2024, perusahaan tersebut memperkenalkan BV100 sebagai baterai yang memanfaatkan isotop nikel-63 dan struktur semikonduktor berbasis berlian.

Menurut pengumuman perusahaan, BV100 dirancang menghasilkan daya sekitar 100 mikrowatt pada tegangan 3 volt.

Perusahaan juga menyatakan bahwa baterai tersebut mempunyai dimensi sekitar 15 × 15 × 5 milimeter.

Spesifikasi tersebut menarik karena menunjukkan ukuran yang sangat kecil dibandingkan banyak sumber daya radioisotop tradisional.

Namun, angka-angka ini perlu dipahami sebagai spesifikasi dan klaim yang diumumkan pengembang, bukan bukti bahwa baterai tersebut telah mampu menggantikan baterai ponsel dalam penggunaan sehari-hari.

Mengapa BV100 Menarik Perhatian Dunia?

Daya tarik utamanya adalah klaim masa pakai hingga 50 tahun.

Baterai lithium-ion pada perangkat elektronik umumnya mengalami penurunan kapasitas seiring waktu akibat proses kimia dan siklus pengisian.

Baterai radioisotop mempunyai karakteristik berbeda karena sumber energinya berasal dari peluruhan atom.

Selama isotop radioaktif masih meluruh, energi tetap dilepaskan.

Namun, jumlah energi yang tersedia berkurang secara bertahap mengikuti hukum peluruhan radioaktif.

Karena itu, istilah bertahan 50 tahun tidak berarti daya keluarannya akan selalu sama selama 50 tahun.

Apakah BV100 Sudah Dipakai pada Smartphone?

Tidak ada dasar yang cukup untuk menyatakan bahwa BV100 sudah digunakan secara luas sebagai baterai utama smartphone.

Daya sekitar 100 mikrowatt jauh lebih kecil dibandingkan kebutuhan energi ponsel modern yang dapat mencapai beberapa watt ketika aktif.

Dengan spesifikasi tersebut, satu unit BV100 lebih sesuai dibahas sebagai sumber energi untuk perangkat elektronik berdaya sangat rendah.

Untuk menggantikan baterai ponsel, teknologi radioisotop mini masih harus mengatasi persoalan keluaran daya, biaya, keamanan, regulasi, dan integrasi perangkat.

Bagaimana Cara Kerja Baterai Nuklir China?

Teknologi yang digunakan BV100 dikenal sebagai betavoltaic battery atau baterai betavoltaik.

Prinsip kerjanya mempunyai kemiripan dengan sel surya, tetapi sumber energinya berbeda.

Sel surya menggunakan foton dari cahaya untuk menghasilkan pasangan muatan listrik di dalam semikonduktor.

Sementara itu, baterai betavoltaik menggunakan partikel beta yang dilepaskan melalui peluruhan radioaktif.

Nikel-63 sebagai Sumber Energi

Nikel-63 merupakan isotop radioaktif yang meluruh dengan memancarkan partikel beta berupa elektron berenergi relatif rendah.

Isotop ini mempunyai waktu paruh sekitar 100 tahun. Artinya, setelah sekitar satu abad, aktivitas radioaktifnya berkurang menjadi separuh nilai awal.

Karakteristik tersebut menjadikan nikel-63 menarik untuk sumber daya listrik berumur panjang.

Dalam baterai betavoltaik, energi partikel beta diarahkan menuju material semikonduktor yang berfungsi mengubah sebagian energi radiasi menjadi listrik.

Semikonduktor Berlian sebagai Pengubah Energi

Betavolt menyatakan menggunakan struktur semikonduktor berbasis berlian dalam pengembangan BV100.

Berlian sintetis mempunyai sejumlah karakteristik yang menarik untuk perangkat elektronik khusus, termasuk ketahanan terhadap radiasi dan sifat termal yang baik.

Ketika partikel beta memasuki material semikonduktor, energinya dapat membentuk pasangan elektron dan lubang atau electron-hole pairs.

Medan listrik internal pada sambungan semikonduktor membantu memisahkan muatan tersebut sehingga menghasilkan arus listrik.

Proses inilah yang memungkinkan energi peluruhan radioaktif diubah langsung menjadi energi listrik tanpa perlu turbin atau generator berputar.

Penelitian dalam jurnal Scientific Reports juga mengidentifikasi berlian dan silikon karbida sebagai material yang menjanjikan untuk perangkat betavoltaik berbasis nikel-63.

Skema Sederhana Cara Kerja Baterai Betavoltaik

Energi partikel beta dari radioisotop diubah menjadi listrik oleh sambungan semikonduktor.

Mengapa Baterai Nuklir Bisa Bertahan Puluhan Tahun?

Keunggulan baterai nuklir berasal dari karakteristik peluruhan radioaktif yang berlangsung secara bertahap.

Berbeda dari baterai kimia yang energinya dapat habis setelah digunakan, radioisotop terus melepaskan energi selama inti atomnya meluruh.

Namun, keluaran dayanya tidak benar-benar konstan sepanjang waktu.

Untuk nikel-63, waktu paruh sekitar 100,2 tahun berarti aktivitas radioaktifnya menurun secara perlahan.

Perkiraan penurunan daya akibat peluruhan Nikel-63

Model ideal dengan waktu paruh 100,2 tahun; tidak memperhitungkan degradasi semikonduktor.

0%25%50%75%100%0255075100125150

Grafik tersebut menunjukkan bahwa setelah 50 tahun, aktivitas nikel-63 masih sekitar 71 persen dari nilai awal.

Dengan asumsi efisiensi konversi tidak berubah, daya listrik juga akan menurun mengikuti pola serupa.

Dalam praktiknya, performa baterai dapat dipengaruhi oleh penuaan komponen, kerusakan material, dan kondisi lingkungan.

Karena itu, klaim masa pakai 50 tahun harus dibedakan dari klaim mampu menghasilkan daya penuh tanpa penurunan selama 50 tahun.

Seberapa Besar Listrik yang Dihasilkan BV100?

Angka 100 mikrowatt mungkin terdengar menarik, tetapi perlu dibandingkan dengan kebutuhan energi perangkat sehari-hari.

Satu mikrowatt sama dengan sepersejuta watt. Dengan demikian, 100 mikrowatt setara dengan 0,0001 watt.

Nilai tersebut sangat kecil dibandingkan konsumsi daya smartphone, laptop, atau peralatan rumah tangga.

Sebagai ilustrasi, apabila sebuah perangkat membutuhkan daya 5 watt, secara matematis diperlukan sekitar 50.000 unit baterai dengan keluaran masing-masing 100 mikrowatt untuk menyamai kebutuhan daya sesaat tersebut.

Perhitungan ini belum memperhitungkan kerugian sistem, ukuran rangkaian, dan berbagai keterbatasan teknis.

Mengapa Daya Kecil Tetap Berguna?

Tidak semua perangkat elektronik membutuhkan daya besar.

Sensor tertentu dapat beroperasi dengan konsumsi energi sangat rendah, terutama jika hanya aktif sesekali untuk mengambil data dan mengirimkan informasi.

Perangkat seperti itu mungkin membutuhkan sumber listrik yang kecil tetapi mampu bertahan sangat lama.

Dalam skenario tersebut, baterai betavoltaik dapat menjadi alternatif menarik apabila daya, biaya, dan keselamatannya memenuhi kebutuhan aplikasi.

Teknologi ini juga dapat digabungkan dengan kapasitor atau baterai sekunder untuk mengumpulkan energi secara perlahan, lalu melepaskannya ketika perangkat membutuhkan daya lebih besar dalam waktu singkat.

Apakah Baterai Nuklir China Aman Digunakan?

Keselamatan merupakan salah satu persoalan terpenting dalam pengembangan baterai radioisotop.

Nikel-63 memancarkan partikel beta berenergi relatif rendah, yang dapat ditahan oleh material pelindung yang sesuai.

Karakteristik ini membuatnya menarik dibandingkan sejumlah radioisotop lain yang menghasilkan radiasi lebih sulit ditangani.

Namun, hal tersebut tidak berarti material radioaktif boleh dianggap aman tanpa pengendalian.

Jika sumber radioaktif bocor, rusak, tertelan, atau masuk ke dalam tubuh, risiko paparan internal harus diperhitungkan.

Pentingnya Pelindung dan Kemasan Baterai

Desain baterai radioisotop harus memastikan bahwa material aktif tetap terisolasi selama masa pemakaian.

Kemasan perlu mempertahankan integritasnya ketika menghadapi kondisi operasi, getaran, perubahan temperatur, dan kemungkinan kerusakan mekanis.

Penelitian mengenai baterai nikel-63 menunjukkan bahwa lapisan pelindung mempunyai peran penting dalam mengendalikan radiasi dan menjaga performa perangkat.

Untuk penggunaan komersial, pengujian keselamatan, perizinan, transportasi, dan pengelolaan akhir masa pakai juga menjadi faktor penting.

Apakah Baterai Nuklir Bisa Meledak seperti Bom Atom?

Baterai betavoltaik tidak bekerja melalui reaksi fisi berantai dan tidak mempunyai mekanisme ledakan nuklir seperti senjata atom.

Namun, perangkat yang mengandung radioisotop tetap membutuhkan penanganan khusus.

Risiko utamanya berkaitan dengan integritas kemasan, kemungkinan kontaminasi radioaktif, serta pengelolaan material ketika perangkat rusak atau dibuang.

Dengan demikian, istilah nuklir tidak otomatis berarti perangkat tersebut dapat meledak seperti bom, tetapi juga tidak boleh digunakan untuk mengabaikan aspek keselamatan radiasi.

Perbedaan Baterai Nuklir dan Baterai Lithium-Ion

Baterai nuklir dan baterai lithium-ion dirancang untuk kebutuhan yang berbeda.

Baterai lithium-ion mampu menyimpan energi dan melepaskannya dengan daya relatif besar, sehingga cocok untuk smartphone, laptop, kendaraan listrik, dan berbagai perangkat portabel.

Baterai betavoltaik menghasilkan listrik secara perlahan dari peluruhan radioaktif, sehingga lebih menarik untuk kebutuhan berdaya rendah dalam jangka panjang.

Aspek	Baterai Nuklir Betavoltaik	Baterai Lithium-Ion
Sumber energi	Peluruhan radioisotop	Reaksi elektrokimia
Pengisian ulang	Umumnya tidak diperlukan	Dapat diisi ulang
Keluaran daya	Sangat kecil pada desain mini seperti BV100	Relatif besar
Masa operasi	Berpotensi puluhan tahun	Bergantung pada usia dan siklus pemakaian
Penggunaan potensial	Sensor dan perangkat khusus	Elektronik konsumen dan kendaraan
Tantangan	Biaya isotop, regulasi, keselamatan	Degradasi, pengisian, keselamatan termal

Perbandingan tersebut menunjukkan bahwa baterai nuklir mini bukan pengganti langsung baterai lithium-ion.

Keduanya mempunyai keunggulan pada jenis aplikasi yang berbeda.

Apa Saja Potensi Penggunaan Baterai Nuklir China?

Baterai betavoltaik berpotensi digunakan pada perangkat yang sulit dijangkau atau membutuhkan operasi jangka panjang tanpa penggantian sumber daya.

Salah satu contohnya adalah sensor industri yang dipasang di lokasi terpencil.

Jika konsumsi dayanya cukup rendah, sumber energi yang mampu bekerja selama puluhan tahun dapat mengurangi kebutuhan pemeliharaan.

Sensor Industri dan Internet of Things

Perangkat Internet of Things atau IoT digunakan untuk mengukur temperatur, tekanan, getaran, kelembapan, dan berbagai kondisi lingkungan.

Sebagian sensor ditempatkan di lokasi yang sulit dijangkau manusia.

Dalam aplikasi tertentu, mengganti baterai dapat membutuhkan biaya operasional yang jauh lebih besar daripada harga perangkat itu sendiri.

Baterai radioisotop berdaya rendah dapat menjadi pilihan jika desain perangkat mampu menyesuaikan konsumsi energinya.

Namun, penggunaan radioisotop juga menambah kebutuhan pengawasan dan pengelolaan keselamatan.

Peralatan Medis Khusus

Secara historis, sumber daya radioisotop pernah digunakan dalam perangkat medis tertentu, termasuk beberapa model alat pacu jantung pada masa lalu.

Keunggulannya adalah masa operasi yang panjang.

Namun, pemakaian sumber radioaktif dalam tubuh manusia menuntut standar keselamatan dan regulasi yang sangat ketat.

Karena itu, keberadaan teknologi BV100 tidak berarti perangkat tersebut telah disetujui untuk penggunaan medis atau implantasi pada manusia.

Perangkat Antariksa dan Lingkungan Ekstrem

Sumber energi radioisotop sudah mempunyai sejarah panjang dalam eksplorasi antariksa.

Wahana seperti Voyager menggunakan generator termoelektrik radioisotop atau RTG yang mengubah panas peluruhan radioaktif menjadi listrik.

Namun, RTG berbeda dari baterai betavoltaik BV100.

RTG menggunakan konversi panas menjadi listrik, sedangkan BV100 dirancang mengubah energi partikel beta secara langsung melalui semikonduktor.

Keduanya sama-sama memanfaatkan peluruhan radioaktif, tetapi mempunyai desain dan keluaran daya yang berbeda.

Mengapa China Mengembangkan Baterai Nuklir Mini?

Pengembangan baterai nuklir mini berkaitan dengan kebutuhan sumber energi yang mampu bekerja sangat lama dalam ukuran kecil.

Kemajuan semikonduktor, material berlian sintetis, dan fabrikasi mikroelektronika membuka peluang untuk meningkatkan efisiensi konversi energi radioisotop.

China merupakan salah satu negara yang aktif mengembangkan teknologi material maju, perangkat elektronik, dan sistem energi.

Namun, pengembangan baterai betavoltaik tidak hanya berlangsung di China.

Penelitian serupa juga dilakukan oleh ilmuwan dan perusahaan di berbagai negara.

Kajian ilmiah pada 2019 dan penelitian lanjutan pada 2025 menunjukkan bahwa pemilihan semikonduktor serta rancangan sambungan listrik masih menjadi fokus penting untuk meningkatkan performa baterai betavoltaik.

Tantangan Sebelum Baterai Nuklir Dipakai Secara Luas

Walaupun mempunyai potensi masa pakai panjang, baterai nuklir mini menghadapi beberapa hambatan.

Persoalan terbesar adalah keluaran daya yang masih rendah.

Untuk perangkat yang membutuhkan daya besar, baterai betavoltaik saat ini belum menawarkan kemampuan yang sebanding dengan baterai kimia modern.

Selain itu, produksi radioisotop memerlukan fasilitas khusus dan biaya yang tidak sedikit.

Material semikonduktor juga harus mempunyai efisiensi konversi tinggi agar energi peluruhan tidak banyak terbuang.

Biaya Produksi Radioisotop

Nikel-63 bukan material yang dapat diperoleh seperti logam nikel biasa.

Isotop ini harus diproduksi melalui proses nuklir yang sesuai, kemudian diproses dan ditangani menggunakan prosedur keselamatan radiasi.

Produksi radioisotop dengan kemurnian tertentu dapat menjadi salah satu faktor biaya terbesar.

Hal tersebut membuat baterai nuklir lebih masuk akal untuk aplikasi khusus bernilai tinggi dibandingkan produk elektronik murah yang mudah diganti baterainya.

Efisiensi Konversi Energi

Tidak seluruh energi partikel beta dapat diubah menjadi listrik.

Sebagian energi hilang sebelum mencapai wilayah aktif semikonduktor, sementara sebagian lainnya tidak berhasil dikumpulkan sebagai muatan listrik yang berguna.

Penelitian terus dilakukan untuk memperbaiki struktur semikonduktor, ketebalan sumber radioisotop, dan rancangan elektroda.

Kajian ilmiah mengenai baterai betavoltaik menunjukkan bahwa efisiensi dan keluaran daya masih menjadi hambatan utama untuk penggunaan yang lebih luas.

Regulasi dan Limbah Radioaktif

Baterai yang mengandung radioisotop membutuhkan aturan khusus mengenai produksi, distribusi, penyimpanan, dan pembuangan.

Penggunaan luas pada perangkat konsumen akan memunculkan persoalan baru mengenai pengumpulan perangkat bekas serta pencegahan kerusakan atau pembongkaran tanpa izin.

Karena itu, keberhasilan teknis sebuah prototipe belum otomatis berarti perangkat tersebut siap dipasarkan secara massal.

Apakah Baterai Nuklir Akan Menggantikan Baterai Smartphone?

Gagasan smartphone yang tidak perlu dicas selama puluhan tahun memang menarik.

Namun, kemampuan baterai betavoltaik mini yang diumumkan Betavolt masih jauh dari kebutuhan daya smartphone modern.

BV100 dirancang menghasilkan sekitar 100 mikrowatt, sedangkan smartphone dapat membutuhkan daya jutaan kali lebih besar daripada satu mikrowatt saat menjalankan fungsi tertentu.

Baterai nuklir mini lebih tepat dipandang sebagai teknologi untuk aplikasi khusus daripada pengganti langsung baterai ponsel.

Di masa depan, peningkatan efisiensi dan keluaran daya mungkin memperluas jenis perangkat yang dapat menggunakannya.

Namun, perkembangan tersebut tetap harus dibuktikan melalui pengujian, bukan hanya berdasarkan klaim masa pakai.

Masa Depan Baterai Nuklir China dan Teknologi Energi Mini

Pengembangan BV100 menunjukkan bagaimana teknologi nuklir dapat dipelajari untuk aplikasi yang jauh lebih kecil daripada pembangkit listrik atau mesin industri.

Melalui penggunaan radioisotop dan semikonduktor, energi dari peluruhan atom dapat diubah langsung menjadi listrik tanpa bagian mekanis yang bergerak.

Potensi utamanya terletak pada sumber daya berukuran kecil dengan masa operasi sangat panjang.

Namun, keberhasilan teknologi ini bergantung pada kemampuan meningkatkan daya keluaran, mempertahankan kestabilan perangkat, mengurangi biaya, dan memenuhi standar keselamatan.

Penelitian pada material berlian, silikon karbida, serta struktur semikonduktor baru dapat membantu meningkatkan performa baterai betavoltaik.

Untuk saat ini, teknologi baterai nuklir China paling tepat dipahami sebagai perkembangan menarik dalam bidang sumber energi mikro, bukan bukti bahwa era smartphone tanpa pengisian daya sudah tiba.

Klaim baterai yang mampu bekerja hingga 50 tahun menunjukkan potensi teknologi radioisotop, tetapi penerapan komersialnya masih harus dinilai berdasarkan data pengujian dan kebutuhan daya perangkat yang sebenarnya.

Referensi

Maximenko, S. I., et al. (2019). Optimal Semiconductors for ³H and ⁶³Ni Betavoltaics. Scientific Reports. https://www.nature.com/articles/s41598-019-47371-6

Naseem, M. B., et al. (2023). Betavoltaic Nuclear Battery: A Review of Recent Progress and Challenges as an Alternative Energy Source. The Journal of Physical Chemistry C. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c00684

High Open-Circuit Voltage Nuclear Batteries Enabled by Integrated Stacked p-Diamond/n-Ga₂O₃ Heterojunction. Journal of Energy Storage (2025). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X25031676

Performance Optimization and Temperature Effects of ⁶³Ni/Si-Based PN and PIN Junction Betavoltaic Batteries. Journal of Applied Physics. https://doi.org/10.1063/5.0275938

Monte Carlo Simulation for Evaluating the Attenuation Effects of a Protective Layer for a Ni-63 Nuclear Battery. Progress in Nuclear Energy (2022). https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2021.104084

NASA. Radioisotope Power Systems. https://science.nasa.gov/planetary-science/programs/radioisotope-power-systems/

International Atomic Energy Agency. Radiation Protection and Safety. https://www.iaea.org/topics/radiation-protection