本帖最后由 twq19810302 于 2022-10-15 10:13 編輯
在你還苦惱手機電池電量不足，需要隨身攜帶充電寶時，有沒有猜到過，世界上已經(jīng)有一款不充電可用2.8萬年的電池準備誕生了了呢？
早在2020年8月，美國加州的新能源初創(chuàng)公司NDB就宣布，核動力電池的研究和調(diào)試取得了新的進展，電池的最常使用壽命達到了萬年級別。
美國新能源公司NDB的核動力電池
今天，我們就來了解一下關(guān)于該核電池研究方面的相關(guān)情況，看看這種進展是否意味著充電將成為歷史呢。
核動力電池的新進展
隨著傳統(tǒng)化石能源的地位不斷降低，電化學儲能成為了人們生活中非常重要的一種形式，尤其是在“電車”的發(fā)展之下，新型的電池就成為了人們關(guān)注的焦點。在一眾新型電池當中，核動力電池因為能量密度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，成為了人們研究的重點。
核動力電池，也叫放射性同位素電池。它并非如核電廠一般，利用核裂變原理“發(fā)電”，它的本質(zhì)其實是利其中放射性同位素衰變時產(chǎn)生的能量，再將其轉(zhuǎn)化為電能。
核動力電池與放射性同位素衰變
在知曉了核電池的原理之后，我們再來看看這家公司在核電池研究方面，取得了怎樣的進展。原來，早在2016年時，這個公司就推出了“金剛石版本的電池”，此后便一直以此為基礎進行研究。
到了2021年，他們便向外界正式宣布，在以核廢料提取物為基礎的情況下，制造出了一種名為納米金剛石電池的全新電池。
NDB推出的納米金剛石電池
根據(jù)NDB的介紹，這款電池可以收集40％左右的電荷，在不需要充電的情境下，持續(xù)使用時間能達到2.8萬年。這一消息一經(jīng)公布，立馬就在“新型電池研制領域”掀起了軒然大波，畢竟使用壽命如此之長的電池，若是真的投入使用并實現(xiàn)量產(chǎn)，對于其他的電池來說，無疑是降維式打擊。
那么，這個所謂的納米金剛石電池到底是什么呢？
納米金剛石本身指的是粒徑在1到100納米的金剛石晶粒，之所以使用這種級別的金剛石，主要是看中了它的納米微粒性能。
根據(jù)資料來看，納米金剛石有四大效應，分別是小尺寸效應、量子隧道效應、表面效應和量子尺寸效應，有這些獨特的效應在加上金剛石本身“很硬”的外部性能，就能讓其將試圖外溢的“射線”牢牢的鎖在里面。
納米金剛石電池的基本結(jié)構(gòu)
而從作為該電池制造基礎的核廢料物質(zhì)成分來看，它其中有大量的碳-14放射性同位素，在這種情況下，科學家只需要對其進行提取，然后再經(jīng)過特殊的處理，就能讓其變?yōu)楹藙恿﹄姵厍艺０l(fā)電了。
電池里的放射性元素從核廢料中提取
那么，該公司宣布的這項令人震驚的進展，真的可以讓我們從此邁入“不充電”時代嗎？
充電真的會成為歷史嗎？其實若是單以2.8萬年的電池壽命來說，它還真的有機會開啟“不充電”時代，畢竟這一年限，從祖宗十八代開始使用都綽綽有余了�？墒聦嵣�，這個新款納米金剛石電池的使用壽命并沒有說得那么夸張。
因為這一電池的本質(zhì)是利用了電子放射性衰變之后產(chǎn)生的熱能，從理論上來說，一級反應的碳-14半衰期大約為5730年，而此時再結(jié)合放射性反應和衰變公式，持續(xù)使用2.8萬年確實不是“夢”。
半衰期計算公式
問題是這期間它的電流是不穩(wěn)定的，更不如大家想的那樣高，微電流出現(xiàn)的頻率非常高，而這些微電流是無法解決我們的需求的。因此，“不充電可使用2.8萬年”在理論上確實能滿足，可于現(xiàn)實中，卻不具備太大的可操作性。
目前核動力電池取得的進展，還不足以直接讓充電成為歷史，只有等到其再被改造升級之后，才能徹底地終結(jié)如今的“充電時代”。
但不管怎么說，這種進步對于核電池的發(fā)展都是有著積極作用的，而目前，在核電池研究方面，還存在著以下這些科學問題。
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發(fā)表于 2022-10-15 10:12:24
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