英国研制出首款碳-14金刚石电池,可运行千年不更换


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[导读]英国原子能管理局和布里斯托大学宣布成功制造出世界上第一块碳-14金刚石电池。这种新电池技术使用了放射性同位素碳-14,可以提供数千年的可靠电源。

www.188betkr.com 讯英国原子能管理局4日宣布,英国原子能管理局(UKAEA)和布里斯托大学的科学家和工程师宣布成功制造出世界上第一块碳-14金刚石电池。这种新电池技术由于使用了放射性同位素碳-14,可以提供数千年的可靠电源。这一突破有可能彻底改变从医疗设备到太空探索的一系列应用。


低光强度相机捕捉到由发射β时线的碳-14原子制成的合成金刚石碳膜发出的微弱无线电光

据悉,该碳-14金刚石电池凭借放射性同位素碳-14,可提供长达数千年的可靠电源,无疑是能源创新领域的重大飞跃。英国原子能管理局新闻稿着重强调,其借助碳-14能量,利用同位素放射性衰变产生低水平能量,金刚石作为碳-14的“安全护盾”,在保障安全的同时维持发电效能,半衰期达5700年。

在应用层面,此电池潜力巨大、前景广阔。于医疗设备领域,生物相容性良好的金刚石电池堪称植入式设备“福音”,适配眼科设备、助听器、心脏起搏器等,大幅减少电池更换频次,减轻患者痛苦。UKAEA氚燃料循环总监Sarah Clark指出:“金刚石电池提供了安全、可持续的微瓦级电力供给方案。”从极端环境适用性来看,电池超长寿命契合太空及地球极端环境使用需求,能为有源射频(RF)标签供电,助力航天器、有效载荷等物体追踪识别,数十年无需更换,成为太空探索及远程地面应用的不二之选。

谈及工作原理,该电池别具一格。英国原子能管理局解释称,其通过捕获碳-14放射性衰变产生的快速移动电子发电,类似太阳能板光电转化,不过利用的是金刚石内电子运动,借此实现低水平电力的千年续航。布里斯托尔大学汤姆·斯科特教授满怀期待:“我们的微功率技术有望赋能多领域关键应用,期待与各界伙伴深挖潜能。”

前不久美国初创公司NDB也发布重磅成果,宣称打造出世界首个纳米金刚石核电池,可在任意环境运行,自充电续航成千上万年。该技术变废为宝,从核废料石墨中制备纳米金刚石,借碳-14衰变发电,纳米金刚石身兼半导体、散热片双重角色,电荷收集率高达40%。金刚石高导热性确保高效能量转换同时避免过热,且其耐用性远超不锈钢,辐射安全水平低于人体自然辐射,实现技术安全与性能双重突破。虽说听来像“天方夜谭”,但纳米金刚石因微观尺寸衍生的特殊效应,具备优异物化、机械、生物相容性等诸多特性,近年在顶刊频繁“出圈”,引得学界、业界瞩目。

金刚石电池潜力广泛,适用于航天、医疗、远程监控及消费电子等领域。在太空任务中,其持久稳定性为航天器供电提供保障;医疗植入设备因需长期稳定电源,金刚石电池成为优选;在难以换电的场合,如海洋监测、野生动物追踪,其长寿命尤为关键。尽管成本高企,但随着技术发展及规模化生产,未来或应用于智能手机、笔记本等消费电子产品,彻底革新充电方式。

参考来源:

中国核技术网,布里斯托大学官网

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