廢棄核料變鉆石電池 使用壽命長達五千年

2016-12-08 18:26:54 來源:科技訊作者:佚名 人氣: 次閱讀 240 條評論

你知道電池最長的使用時間是多少年?十年?一百年?都不是!近日,英國布里斯托大學科學家稱,他們研發了一種新型的人造鉆石電池,而這種電池的使用壽命居然長達五千年以上。而更讓人出乎意料的是,制作這種電池的原材料居然是讓人聞風喪膽的核廢料。那么,如此長壽的電池到底是怎么發電的呢?...

12月8日消息,你知道電池最長的使用時間是多少年?十年?一百年?都不是!近日,英國布里斯托大學科學家稱,他們研發了一種新型的人造鉆石電池,而這種電池的使用壽命居然長達五千年以上。而更讓人出乎意料的是,制作這種電池的原材料居然是讓人聞風喪膽的核廢料。那么,如此長壽的電池到底是怎么發電的呢?

廢棄核料變鉆石電池 使用壽命長達五千年

與其它大多數發電技術不同,人造鉆石只需要足夠接近一種放射源就可以產生電荷。

廢棄核料變鉆石電池 使用壽命長達五千年

英國布里斯托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于鉆石內,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,并可以作為一種長期供電的清潔能源。”

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研究人員制造的“鉆石電池”原型采用的是放射性同位素“鎳-63”作為放射源。目前,研究人員正在致力于提高這種電池的效能。

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為了實現這一目標,他們采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”就濃縮于這些石墨塊的表面。

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研究人員將“碳-14”提取后,再將其封裝于一塊人造鉆石中,就制成了一塊核電池。由于放射源被安全地封裝于非放射性的鉆石中,而外層的鉆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。布里斯托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。但如果被封裝到鉆石中,任何短程放射線都無法逃離。事實上,鉆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鉆石更好的保護。”

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當然,與當今其它的電池技術相比,鉆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”量并不確定。

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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年后,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年后,電池仍將以低電量持續工作。

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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。

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據研究人員介紹說,這種新型電池還能用于心臟起搏器上,這樣子,患者就不需要再擔心電池的更換問題了。

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