英國研發(fā)出世界首款碳-14鉆石電池，可為設(shè)備供電數(shù)千年

IT之家 12 月 5 日消息，英國布里斯托爾大學(xué)和英國原子能管理局（UKAEA）的科學(xué)家成功研制出世界上首款碳14 鉆石電池，可為設(shè)備供電數(shù)千年。

碳14 鉆石電池利用碳14 的放射性衰變來發(fā)電，碳14 是一種放射性同位素，常用于放射性碳年代測定。電池將碳14 封裝在鉆石中，鉆石是已知最堅(jiān)硬的材料之一，可以安全地捕獲輻射以產(chǎn)生電力。

據(jù)IT之家了解，碳14 會(huì)發(fā)出短程輻射，輻射會(huì)被鉆石外殼吸收，在產(chǎn)生低水平電力的同時(shí)確保安全。這種電池的工作原理類似于太陽能電池板，但它不是將光能轉(zhuǎn)化為電能，而是利用放射性衰變產(chǎn)生的快速移動(dòng)電子來發(fā)電。

這種電池的壽命長、可靠，碳14 的半衰期為 5700 年，這意味著即使在幾千年后，電池仍將保持原始電力的一半。

UKAEA 氚燃料循環(huán)主任薩拉?克拉克強(qiáng)調(diào)了這一創(chuàng)新的可持續(xù)性和安全性，她說：“鉆石電池提供了一種安全、可持續(xù)的方式，提供持續(xù)的微瓦級(jí)電力。它們是一種新興技術(shù)，利用人造鉆石安全地包裹少量碳14。”

碳14 鉆石電池的一個(gè)突出優(yōu)勢是其廣泛的適用性。其生物兼容性使其在醫(yī)療領(lǐng)域具有巨大潛力，尤其是在為心臟起搏器、助聽器和眼科植入物等設(shè)備提供電力方面，與傳統(tǒng)電池相比，碳14 電池?zé)o需頻繁更換，能夠減少患者的不適感與手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

此外，碳14 鉆石電池在太空任務(wù)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的應(yīng)用前景同樣廣闊。它們能夠?yàn)楹教炱鳌⑿l(wèi)星，甚至射頻標(biāo)簽提供幾十年的電力供應(yīng)，降低成本并延長設(shè)備的使用壽命。

布里斯托爾大學(xué)教授湯姆?斯科特強(qiáng)調(diào)了電池的潛力，他說：“我們的微功率技術(shù)可以支持從太空技術(shù)和安全設(shè)備到醫(yī)療植入物等一系列重要應(yīng)用。我們很高興與工業(yè)界和研究界的合作伙伴一起探索這些可能性。”

這項(xiàng)技術(shù)的另一個(gè)重要意義在于其對(duì)核廢料的有效利用。碳14 是從核裂變反應(yīng)堆的石墨塊中提取的，而石墨塊是核能發(fā)電過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。通過將這些放射性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源，碳14 鉆石電池不僅解決了核廢料處理的難題，還為這些廢料創(chuàng)造了有價(jià)值的應(yīng)用。據(jù)悉，僅英國就擁有近 95,000 噸石墨塊。

該電池的生產(chǎn)過程中使用了一個(gè)由 UKAEA 與布里斯托大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的等離子沉積設(shè)備，該設(shè)備能夠生長出鉆石結(jié)構(gòu)。這種方法不僅有效減少了核廢料的堆積，還降低了安全儲(chǔ)存的成本和難度。

碳14 鉆石電池不僅是一項(xiàng)技術(shù)突破，更是一種安全的能源解決方案。由于其短程輻射完全被鉆石外殼吸收，因此不存在有害排放。即便電池需要處理或回收，也可以返回制造商進(jìn)行安全回收。