如果有人告诉你,有一款电池可以让你的手机50年不用充电,你可能会觉得这像是科幻电影里的情节,但国内一则科技新闻让这个听起来遥不可及的设想,似乎一下子拉近到了我们眼前。
有企业宣布成功研制出民用核电池,并计划在2025年推出功率为1瓦的产品,号称“50年不充电”。消息一出,瞬间刷爆网络。
事实上,核电池并不是一个全新概念,早在上世纪,它就因具有超长待机的特性而被科学家寄予厚望,只是受限于技术、成本与安全法规,一直未能大规模走入寻常百姓家。
那么这一次,中国的企业是否真的突破了瓶颈?所谓的民用核电池到底靠谱吗?它是否真能走进普通人的日常生活?
展开剩余89%什么是核电池?很多人一听到“核电池”,脑海里浮现的不是核电站的大烟囱,就是科幻片中闪着幽蓝光芒的永恒能源。其实核电池的工作原理与核电站完全不同,更不是什么玄乎的“永动机”。
核电站依靠的是核裂变,通过重原子核分裂释放巨大能量,这个过程需要精密控制,否则就会发生事故。
而核电池,准确来说应该叫做“放射性同位素电池”,它利用的不是裂变,而是某些同位素自发衰变时持续释放出的微小能量,这种衰变现象是自然发生的,不受外界温度、压力影响。
根据能量转换方式的不同,核电池可分为两类,一类是热转换型,比如用在航天器上的核电池,它利用放射性物质衰变产生的热量,通过热电材料转化为电能,另一类则是非热转换型,比如利用电子流撞击半导体产生电流,这类电池体积更小,更适合民用尝试。
不管是哪一类,核电池最大的优点就是“长寿”,因为它所依赖的同位素衰变是一个极其缓慢的过程,半衰期动辄几十年、上百年,比如这次中国企业采用的“镍-63”,半衰期约100年,那么用它做出来的电池,理论上确实可以持续工作数十年。
但它绝非“永动机”,能量总归是有限的,只是释放得特别慢。
那你可能会问,核电池是不是很危险?会不会有辐射?
实际上,民用级别的核电池所使用的放射源穿透力很弱,用一张纸、一层金属箔就能有效屏蔽,正常使用并不会对人体造成外照射伤害。真正需要严格管理的是电池的制造、废弃和回收环节,哪怕再微量的放射性物质,如果随意丢弃,也可能对环境带来长期影响。
说到这里,是不是觉得核电池好像离我们也没那么远?别急,它要想真正“飞入寻常百姓家”,还面临着不少现实难题。
核电池的上天入海你或许不知道,核电池其实早已默默服务人类多年,只不过都是在那些普通人根本摸不着的高精尖领域。
1977年发射的“旅行者1号”探测器,上面搭载的正是以“钚-238”为燃料的核电池,它在太空中飞行了超过46年,至今仍在传回数据。
我国的“嫦娥三号”“嫦娥四号”月球探测器也使用了同位素热源,而美国的“好奇号”火星车,更是靠着一块重约45公斤的核电池在火星上勤勤恳恳工作了多年。
除了上天,核电池还能“入海”“入地”,在深海探测、极地科考、地震监测站等无法频繁更换电池的极端环境中,核电池更是必不可少。
此外它还被用于医疗领域,自上世纪70年代起,核电池就开始被用于心脏起搏器中。由于它寿命极长,患者无需每隔几年就做手术更换电池,极大地提升了生活质量和安全性,也减轻了病人的痛苦。
看得出来,核电池的真正舞台,始终聚焦在那些对能源持久性、稳定性要求极高,且成本不那么敏感的特殊场景,它不是不能民用,是目前的能力还不太适合日常。
核电池目前的两个明显特点,一是贵,二是功率有限。日常生活中,我们随便一个手机充电头都能输出几十瓦功率,但目前绝大多数辐射伏特效应的核电池还停留在微瓦到毫瓦级别,够支撑一颗传感器或者一枚芯片,但还远远不够驱动手机、更别说电动汽车了。
既然如此,企业宣称的“1瓦核电池”又是什么水平?它真能让我们告别充电器吗?民用化之路到底卡在哪?
民用核电池来了?2024年至2025年间,北京贝塔伏特和无锡贝塔医药相继发布了核电池研发进展。
前者表示正在研制基于镍-63和金刚石半导体技术的微型核电池,目标在2025年推出功率为1瓦的产品,后者则联合西北师范大学推出了碳-14核电池“烛龙一号”,称其具有数千年理论寿命和超高能量密度。
尽管核电池听起来很美好,但从实验室走向市场、从特殊用途走向日常生活,仍面临着三大现实挑战:价格不菲、功率有限、法规严格。
目前,一块高功率的航天级核电池,造价动辄数千万美元。哪怕是民用的低功率版本,比如美国一公司曾推出的氚电池,一块也要卖到5250美元,这价钱,够买上百个顶级充电宝了。
贵的主要原因在于同位素的提纯与制备非常复杂,往往需要通过反应堆辐照或从乏燃料中提取,流程长、产量低、技术门槛高。
当下全球推出的民用核电池,功率大多在微瓦到毫瓦级别,哪怕是我国最新发布的“烛龙一号”碳-14核电池,其最大输出功率也仅为433纳瓦,虽然团队成功用它点亮了一盏LED灯并持续工作数月,但这距离“手机用核电池”的梦想还很遥远。
虽说氚、镍-63这类放射源释放的是低能量β粒子,用一张纸就能挡住,看似很安全,但任何涉及放射源的产品都受到国家严格管控。说白了,不是企业说能卖就能卖,也不是用户想用就能随便用,哪怕它再安全。
核电池要想彻底改变我们的生活,还有不短的路要走,但它的潜力和方向已经越来越清晰。
核电池正在从小众走向大众视野,我们不能因为它眼下功率低、价格贵,就全盘否定它的潜力,也不能因为企业宣传得激动人心,就盲目相信“手机马上永远不用充电”,核电池目前不是来取代锂电池的,而是在特定赛道发挥不可替代的作用。
我国的科研团队与企业正在这条路上积极探索,如今在同位素选择、能量转换效率、小型化等方面不断取得突破,也许在不久的将来,随着新材料、新工艺的出现,核电池的成本会逐渐下降,输出功率也能稳步提升。
主要信源 新型微型核电池技术接连取得突破 有望实现超长续航——CNMO手机中国2025-04-02 手机满电续航数十年?媒体称新型核电池获突破,深挖下细节——金融界2025-07-17 核动力电池到底是“何方神圣”?——金台资讯2024-09-24 涨知识|“50年稳定自发电”的核电池要革锂电池的命?核电池民用还远吗?——澎湃新闻2024-01-18发布于:河南省配配查-按日配资炒股-配资行业查询-线上配资排名提示:文章来自网络,不代表本站观点。