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日本国立材料研究所研制“钻石电池”有望为太空探测器供电100年

核废料放射性废物 钻石电池 放射性同位素 β射线
发布:2021-03-01 16:36:48    

 
作为世界上最坚硬的物质,钻石被广泛用作工业工具,甚至可以转化为半导体。

众所周知,目前包括锂电池在内的充电电池锂电池在环保、效率等方面具有不错的成绩,但是其都有衰减期。在一些极端环境下,仍需要一种更特殊的电池来储存能源,对于太空探测器来说,一块具有长期寿命的电池更是相当重要。

据外媒报道,日前日本国立材料研究所(NIMS)研制出一种“钻石电池”,其能够在100年内无衰减,而该电池计划应用在太空探测器和地下采矿设备中。

钻石电池(又称“贝塔电流电池/betavoltaic batteries”),只要在放射性环境中就可以发电,它们可以从同位素(例如碳-14和镍-63)中接收β射线。通过锁定人造钻石晶格内的放射性同位素,从而在核衰变时释放超高能量电子产生电流。由于人造钻石是地球上最坚硬的材料之一,因此不用担心辐射问题,这意味着一些核废料就能够用来制作这种电池。

此外,由于碳-14和镍-63半衰期分别为5700年和100年,这意味着这种使用这些放射性同位素制作的电池最起码在100年内不会出现衰减问题。

而NIMS生产的“钻石电池”正式基于这种技术并使用镍-63作为材料,使热交换率达到28%左右,这在该领域上已经是世界最高、接近极限理论数值。

不过,目前“钻石电池”的商用还面临着另外一个难题,就是如果通过提高功率输出来提升电池效率,因为该电池目前产生的电量只能用微瓦来计算,而1微瓦仅相当于百万分之一瓦。

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