399718奇闻趣事网BALI @ 2024.03.17 , 07:06
续航50年核电池将问世，但手机还不能用
中国研发的核电池使用寿命长达50年，但目前功率不足，难以驱动手机等高耗电设备。
@中国科学家研发的“BV100”核电池体积小巧，仅硬币大小，但却能持续供电长达 50 年。然而，专家指出，该电池目前功率不足，尚无法为智能手机供电。
图：BetaVolt
据 BetaVolt 公司 1 月 8 日发布的声明，这项包含放射性同位素的核电池技术将成为首个可供公众购买的同类产品。
BV100 电池尺寸为 15 x 15 x 5 毫米，可产生 100 微瓦的功率。该公司代表表示，如果获得批准用于智能手机等设备，未来版本的电池将彻底消除充电需求。
不过，佛罗里达大学的材料科学家 Juan Claudio Nino 对此持怀疑态度。他指出，@于电池体积限制，其容纳的放射性同位素较少，产生的电力仅占智能手机所需电力的 0.01%。“这种电池或许适用于起搏器或被动式无线传感器，但就目前的形式而言，它无法为手机供电。”
Nino表示，核电池是一种成熟的技术，最早出现在 1950 年代初期。这类电池利用放射性同位素衰变时释放的能量发电。只要放射性元素持续衰变，电池就能持续产生电能。因此，核电池通常使用寿命长达数十年，常用于为航天器或无人科学站供电，这些设备往往需要长时间无人值守。此外，核电池也用于起搏器。
BetaVolt 的电池使用镍-63 作为放射源，该同位素会通过β衰变转化为铜。Nino解释说：“简单来说，一个中子 (一种中性亚原子粒子) 会通过释放出一个电子而转变为质子 (一种带正电荷的亚原子粒子)。如果能够利用这个电子，就可以产生电能。”
BV100 电池利用半导体层捕获这些电子，并以有序的方式将它们导电流通。“半导体介于金属 (导体) 和橡胶 (绝缘体) 之间。只有满足一定能量要求的电子才能移动，因此我们可以控制它们的流动。” Nino说。
新电池被称为“BV100”，比硬币还小，可产生100微瓦的电力。图：BetaVolt
BetaVolt公司的电池巧妙地将放射性镍夹在两块超薄的钻石薄板之间。钻石是一种非常高效的半导体材料，可以将放射性衰变释放的电子转换成可用的电流。
用于太空等环境的放射性同位素相对安全，但如果用于起搏器或未来智能手机等设备，则需要额外的屏蔽材料来吸收有害辐射，以确保安全性。
“屏蔽至关重要，因为我们不想让放射性物质伤害人体。” Nino说。辐射防护材料通常@铅或钨等材料制成，并会整合到电池设计中。不过，Nino提醒道，屏蔽材料的类型和数量需要与所使用的放射性元素相匹配。如果需要更多的电力，则需要添加更高浓度的放射源，但这也就需要额外的防护。如果设备的大部分都被屏蔽材料占据，那就变得不切实际了。
尽管需要笨重的屏蔽装置，但核电池的能量密度确实比传统锂离子电池高得多，据BetaVolt公司称，能量密度是锂电池的十倍。
如何从单个电池中获取最大功率仍然是一个研究领域。BetaVolt公司计划在 2025 年推出 1 瓦的电池，这将更接近标准手机所需的 2-6 瓦功率。与此同时，该公司建议将他们的电池并联使用，以增加输送给设备的电量。
该公司还计划研究在未来版本的核电池中使用不同的放射性同位素，例如锶-90、镨-147 和氘，这些同位素可以在设备中使用 2 到 30 年。
本文译自 Live Science，@ BALI 翻译。
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