2016年12月7日 星期一
電池技術新突破：核廢料製成鑽石電池壽命長達五千年以上
發佈時間：2016年12月08日 16:21 來源：新浪科技 评论：0條 點擊：562次
英國布里斯託大學科學家近日利用核廢料製造出一種新型的人造鑽石電池，這種放射性鑽石電池的使用壽命長達五千年以上。
英國人已經擁有了95000噸石墨塊。他們從這些核廢料上採集了放射性的“碳-14”用來製造鑽石電池。
研究人員介紹說，一塊2016年生產的鑽石電池可以用到7746年才會耗完一半的能量。
新浪科技訊北京時間12月8日消息，據國外媒體報導，英國布里斯託大學科學家近日利用核廢料製造出一種新型的人造鑽石電池，這種放射性鑽石電池的使用壽命長達五千年以上。研究人員介紹說，這種新型電池將可用於那些需要長期供電的儀器和設備，比如心臟起搏器、無人機、衛星、太空船等。這一突破性發明同時還可以解決核廢料處理問題、電池壽命問題以及清潔電能問題等。
與其它大多數發電技術不同，人造鑽石只需要足夠接近一種放射源就可以產生電荷。英國布里斯託大學交互分析中心材料科學家湯姆-斯科特教授介紹說，“其中不需要運動的部件，不會產生輻射，也不需要維護，就可以直接發電。我們將放射性物質封裝於鑽石內，同時也解決了核廢料處理問題，這是一個長期困擾科學家的難題。現在可以將核廢料轉化成核電池，並可以作為一種長期供電的清潔能源。”
研究人員製造的“鑽石電池”原型採用的是放射性同位素“鎳-63”作為放射源。目前，研究人員正在致力於提高這種電池的效能。為了實現這一目標，他們採用碳的一種放射性版本“碳-14”作為放射源。在核電站中用作調節劑的石墨塊中會產生這種“碳-14”，“碳-14”就濃縮於這些石墨塊的表面。
研究人員將“碳-14”提取後，再將其封裝於一塊人造鑽石中，就製成了一塊核電池。由於放射源被安全地封裝於非放射性的鑽石中，而外層的鑽石又是已知最堅硬的物質。因此，研究人員表示，從理論上講這種電池使用起來是安全的。布里斯託大學化學學院科學家尼爾-福克斯博士解釋說，“之所以選擇'碳-14'作為放射源物質，是因為它會放射出一種短程放射線，可以被任何固態物質吸收。因此，裸露的皮膚碰到它，當然很危險。但如果被封裝到鑽石中，任何短程放射線都無法逃離。事實上，鑽石是人類已知最堅硬的物質，其它任何物質可能都無法提供比鑽石更好的保護。”
當然，與當今其它的電池技術相比，鑽石電池電量相對較低。但是，它們足夠長的壽命意味著它們可以在續航時間上徹底改變電池的屬性。在每一塊電池中使用的“碳-14”量並不確定。研究人員介紹說，如果一塊電池中大概含有一克“碳-14”，每天會釋放大約15焦耳的能量。 “碳-14”的半衰期為5730年。這就意味著一塊2016年生產的電池可以用到7746年才會耗完一半的能量。
斯科特教授表示，“根據放射性物質的半衰期，這種電池會持續損失電能。5730年後，這塊電池將只剩下一半的電量。11000年，它將只剩下25%的電量。” 5730年後，電池仍將以低電量持續工作。不過，其電流強到足以保證一些儀器或設備的運行，不管是衛星還是太空船，當然這也要根據特定設備的電量需求而定。斯科特教授表示，“我們展望，這些電池將可用於那些不適合充電或更換傳統電池的環境中。很明顯的應用是就是那些電量需求低同時供電時間長的電器設備，比如心臟起搏器、衛星、無人機甚至太空船。”
目前，研究團隊已經獲得資金支持用於未來3年的進一步深入研究。 （彬彬）
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