近期,有团队研制出了民用级别的原子能电池。研究者声称这种和一颗硬币差不多大的方块电池能稳定供电50年,无需充电,无需维护。可满足航空航天、AI设备、医疗器械、微机电系统、高级传感器、小型无人机和微型机器人等长续航多场景下的电力供应。
核能电池是一种利用核能直接或间接转化为电能的装置。与传统的化学电池不同,核能电池不依赖化学反应,而是利用核反应产生热量,然后将热量转化为电能。核能电池的原理可以分为两类:一类是核热电池,另一类是核燃料电池。相较于传统的核反应堆,核能电池具有体积小、能量密度高、污染低等特点。近年来,核能电池在太空探测、民用领域等方面取得了重要突破。在太空探测领域,核能电池具有重要意义。
由于太空环境复杂,探测器需要在低温、高辐射等恶劣条件下工作,传统的太阳能电池无法满足需求。核能电池具有很高的能量密度,能在极端环境下为探测器提供稳定电源。例如,我国嫦娥三号月球探测器就采用了核能电池,使其能在月球表面过夜并完成相关科学实验。在民用领域,核能电池也具有广泛的应用前景。核能电池可以分为两类:一类是用于便携式设备,如手机、笔记本等电子产品;另一类是用于固定式设备,如基站、数据中心等。
在便携式设备领域,核能电池的优势尤为明显。与传统锂电池相比,核能电池具有更长的使用寿命和更低的维护成本。2023年,俄罗斯《劳动报》报道称:俄罗斯已成功研发出一款功率高达500瓦的小型核电池。这款创新型的能源装置不仅体积小巧,更以其超凡的续航能力而引人注目——它能够在无需外部能源补给的情况下,连续稳定工作长达80年之久。
核能电池的寿命受多种因素影响,包括所使用的放射性元素、电池设计和工环境等。不同的核能电池使用不同元素的放射性核素,其寿命也会有所不同。核能电池的寿命与放射性核素的半衰期密切相关。半衰期越长,电池的寿命就越长。例如,碳14的半衰期约5700年,因此使用碳14作为放射性元素的核能电池理论上可以使用数千年。
核能电池的研发和应用将带来能源领域的革命性变革。在未来,随着技术进步和绿色能源需求的不断增长,核能电池有望在更多领域得到广泛应用,如智能手机、电动汽车、储能系统等。同时,核能电池的长寿命和环保特点将有助于实现可持续发展目标,减缓环境污染和资源紧张问题。