中国最新核电池突破!能效超传统8000倍可稳定续航几十年
日期:2026-08-02 20:29:19 作者:admin 阅读
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中国科学家在《中国》杂志发表的一项研究成果引发了人们的关注,这项成果是一种微型核电池。
这款微核电池与米粒相当大小,难以想象,这款电池的能效竟然超过了传统设计8000倍!
球盟会近日,《自然》杂志上发布了一份关于微核电池的论文,研究小组利用核废料制造出这种微量产品,研究小组宣称这种微核电池能够稳定持续工作几十年。
电池是生活中不可或缺的一部分,尤其是对于电子产品从业者来说,电池选择多样化将会提高工作效率。
该研究小组经过数次尝试中,终于从我国冷战时期的废弃核电站找到了合适的材料:镅。
国家实验室的工作人员用离心分离法从核废料提取了出这些元素,用于微核电池制造中。
研究论文第一作者、美国加州大学柏克利分校教授Wang Yang表示:“我们从未尝试过将昂贵的镅用作能源材料。
我们已经将我们的成果申请了专利,并计划继续实验,以期尽快减少成本,提高功率。”
Wang Yang教授曾经参与新型聚合物太阳能电池的研究工作,正因为如此,他明白镅的放射性衰变可以被转化为电能。
Wang Yang教授介绍说,镅的衰变不仅会导致大量的光子释放,而且这些光子具有高度的能量。
Wang Yang教授解释道,我们将核废料中的镅嵌入到特制的聚合物晶体中,然后将其放置在真空室中。
随着时间的推移,镅逐渐衰变,与聚合物晶体中的分子相互碰撞,产生了高能的光子。
这些发射出的光子从晶体中向外界释放,形成了一种可用来转化为电能的稳定光源。
微核电池是通过一种特制的聚合物晶体实现的,这种结构有助于保持光子的稳定性和可控性。
具体来说,该晶体中包含一种具有特殊晶格结构的聚合物,它可以捕获和储存光子并限制其自由运动。
这种特制晶体主要由“聚苯乙烯树脂”组成,这种材料具有良好的透明性和化学稳定性,有助于提高核电池的效率和寿命。
通过这种特殊的设计,微核电池能够有效地将镅衰变释放出来的高能光子转化为可利用的电能。
测试结果表明,该微核电池不仅提供了高能量密度和稳定的电力输出,而且其性能在长时间内保持不变。
这种稳定性使得微核电池成为一种非常有望在无人值守领域广泛应用的新型能源解决方案。
需要注意的是,尽管这款微核电池的设计非常前沿和创新,但它仍然存在一定限制。
首先,由于这种新型电池采用了镅作为主要能源材料,因此其制造成本相对较高。
目前,1居里的镅仅能产生139微瓦的能量,因此如果需要点亮一个灯泡,就需要数十亿个这样的小核电池。
其次,由于向聚合物晶体中输入了放射性元素,其性能会随着放射性元素的衰变而退化,从而降低其发光能力,对单位释放光能造成影响。
虽然本团队预计这种微核电池可以稳定工作几十年,但实际寿命可能会受到组件辐射退化影响而有所限制。
目前已经有一些关于微型核技术领域进展的研究,其中一项名为“MicroNuke”的研究由乌克兰支持,它提出了一种利用微型反应堆作为关键部分的小型水下无人潜航器。
Wang Yang博士指出,在无人值守设备或遥远地区进行长期监测时,这种改进将取代当前常用的大型铅电池系统,大大降低维护成本。
因此,许多寻求更经济方案来提高效率的公司正在密切关注这一发现,以获得进一步的进展。
众所周知,如果我们继续使用锂离子等现有材料,会对资源安全和可持续性产生不利影响。
但如果我们考虑使用铕、钙、钾等元素来替代,那么就需要研究如何降低镄的成本并兼顾环境影响。
根据Wang Yang博士的说法,原型微纳米激光器可以与纳米技术结合,以极小体积排出大量光改善照明装置,而无需电源线。
这款微型核能技术可能会在远程监测设备领域发挥重要作用,显著降低维护成本。
未来,如果MicroNuke等技术得到小型化,它们可能会成为太空探索等领域的重要推动力,对航天器设计和功能产生重大影响。