首先科普一下概念：
核電池，又稱放射性同位素電池，它是利用放射性同位素衰變放出載能粒子(如α粒子、β粒子和γ射線)并將其能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。目前核電池已成功用于航天器電源和一些特殊軍事領(lǐng)域。
英國布里斯托爾大學(xué)的物理學(xué)家和化學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)近日稱，他們已開發(fā)出一項(xiàng)新技術(shù)——用核廢料生產(chǎn)核電池，并且已經(jīng)造出一種“人造鉆石”，將其放置在一個(gè)放射性區(qū)域內(nèi)，就能夠產(chǎn)生很小的電流。這一發(fā)現(xiàn)既可以解決一些核廢料問題，又能夠生成清潔電能以維持電池壽命。
這一針對放射性能源的革新方法是在11月25日卡伯特研究所舉辦的“創(chuàng)意改變世界”的年度講座上提出的。
以往的發(fā)電技術(shù)幾乎都是利用能源移動(dòng)磁鐵通過線圈產(chǎn)生電流,而“人造鉆石”僅僅簡單地憑借靠近放射源就可以產(chǎn)生電荷。
界面分析中心材料學(xué)教授TomScott說:“它內(nèi)部沒有移動(dòng)部件,沒有排放生成，也不需要維護(hù),就直接發(fā)電。通過在鉆石內(nèi)封裝放射性物質(zhì)，我們就可以將核廢料這個(gè)長期難題轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)核動(dòng)力電池，并長期供應(yīng)清潔能源。”
團(tuán)隊(duì)展示了將鎳-63作為輻射源的“鉆石電池”原型。同時(shí)，他們正在利用碳-14來提高效率, 放射性碳-14來自于用作穩(wěn)定核電站反應(yīng)堆的石墨塊。布里斯托爾的學(xué)者經(jīng)過研究表明，放射性碳-14集中在這些石墨塊的表面,才得以處理移除大部分的放射性物質(zhì)，所提取的碳-14隨后被納入到鉆石中，以生成核動(dòng)力電池。
英國目前擁有近95000噸石墨塊，而從中提取碳-14就可以減少其輻射、降低儲存核廢料的成本和安全隱患。
化學(xué)博士Neil Fox稱：“碳-14之所以被選定為原料是因?yàn)樗梢园l(fā)出一種短程輻射，能被任何固體材料快速吸收。用裸露的皮膚直接攝取或觸碰都是很危險(xiǎn)的，但將其放在鉆石中就會非常安全，短程輻射將被徹底屏蔽，無一漏網(wǎng)。事實(shí)上，鉆石是目前人類所知的最堅(jiān)硬的物質(zhì)，不夸張地說，我們無法找到其他任何可以提供更多保護(hù)的物質(zhì)。”
盡管鉆石電池的功率較低，但相對于目前的電池技術(shù)而言，其壽命之長在較長一段時(shí)間內(nèi)將徹底改變電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備的供電模式。碳-14的放射性衰減會比原來減少一半，也就是說，碳-14電池在5730年后將減少50%的電量，這也許與人類文明存在的時(shí)長差不多。
什么？沒聽錯(cuò)吧？鉆石電池的電量能持續(xù)5730年？而且5730年后還能提供原電量的一半！那么算一算吧，它的整體壽命又將是多少年呢……真是驚人！
Scott教授補(bǔ)充道:“我們設(shè)想在無法充電或替換傳統(tǒng)電池的情況下使用這些電池。一些需要有長期能量來源支撐的低功率電子設(shè)備可能更加適用，例如心臟起搏器、人造衛(wèi)星、高空無人機(jī)，甚至宇宙飛船等。”
“鉆石電池”的革新為核電池的進(jìn)一步發(fā)展帶來了曙光，我們期待它能盡早走進(jìn)我們的生活，發(fā)揮更多更積極的作用。
