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研究人員正測(cè)試由核廢料制成的電池，將數(shù)十年甚至千年不用充電
時(shí)間:2020-08-28 10:55來源:科技全頻 作者:綜合報(bào)道
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此處顯示為小型的電路板安裝設(shè)計(jì)，納米鉆石電池具有完全顛覆能源方程式的潛力，因?yàn)樗恍枰潆姴⑶铱梢猿掷m(xù)很多年
美國(guó)加州公司NDB表示，其納米金剛石電池將完全顛覆能源方程式，就像微型核發(fā)電機(jī)一樣。能量將持續(xù)提供10年到28,000年，無需充電。它們將提供比鋰離子更高的功率密度。在發(fā)生電動(dòng)車撞車事故時(shí)，它們將近乎堅(jiān)不可摧且完全安全。在某些應(yīng)用中，例如電動(dòng)汽車，盡管它們具有巨大的優(yōu)勢(shì)，但它們?nèi)员犬?dāng)前的鋰離子電池組便宜得多。
每個(gè)電池的心臟都是一小塊可回收的核廢料。NDB使用石墨為核反應(yīng)堆部件，這些部件吸收了來自核燃料棒的輻射并具有放射性。未經(jīng)處理的是高級(jí)核廢料：危險(xiǎn)，困難且昂貴的儲(chǔ)存，半衰期很長(zhǎng)。
這種石墨富含碳14放射性同位素，該碳經(jīng)歷了β衰變成氮，在此過程中釋放出抗中微子和β衰變電子。NDB拿走這種石墨，將其純化，然后用它來制造微小的碳14鉆石。菱形結(jié)構(gòu)充當(dāng)半導(dǎo)體和散熱器，收集電荷并將其傳輸出去。完全包裹放射性碳14金剛石的是一層廉價(jià)的，非放射性的，實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建的碳12金剛石層，其中包含高能粒子，防止輻射泄漏并充當(dāng)超硬保護(hù)層和防篡改層。
為了生產(chǎn)電池，將幾層這種納米金剛石材料堆疊起來，并與一個(gè)微型集成電路板和一個(gè)小型超級(jí)電容器一起存儲(chǔ)，以收集，存儲(chǔ)和立即分配電荷。NDB表示它將符合任何形狀或標(biāo)準(zhǔn)，包括AA，AAA，18650、2170或各種自定義尺寸。
因此，您得到的是一個(gè)微型微型發(fā)電機(jī)，其形狀像電池，不需要充電——NDB表示，它與現(xiàn)有的鋰電池相比具有成本競(jìng)爭(zhēng)力，有時(shí)甚至比其便宜。一些原始核廢料的供應(yīng)商會(huì)付錢給美國(guó)國(guó)家開發(fā)銀行以將其付諸實(shí)施。
NDB告訴我們，來自細(xì)胞的輻射水平將低于人體自身產(chǎn)生的輻射水平，從而使其在各種應(yīng)用中完全安全。在小范圍內(nèi)，這些設(shè)備可能包括起搏器電池和其他電子植入物，它們的使用壽命長(zhǎng)，可以使佩戴者免于更換手術(shù)。它們也可以直接放置在電路板上，為設(shè)備的使用壽命提供動(dòng)力。
在消費(fèi)電子應(yīng)用中，NDB的Neel Naicker給我們提供了一個(gè)示例，說明這些設(shè)備的不同之處：“在iPhone中考慮它。如果使用相同大小的電池，它將以每小時(shí)零次從零到充滿的電量充電想象一下，想象一下一個(gè)世界，您全天無需為電池充電，現(xiàn)在想象一下，一周，一個(gè)月……大概幾十年了，這就是我們能夠使用這項(xiàng)技術(shù)的能力。 ”
而且它可以擴(kuò)展到電動(dòng)汽車的尺寸甚至更大，在這種電池組中可提供長(zhǎng)達(dá)90年的超高功率密度-可以從舊車中取出并裝入新車中。如果電池的某個(gè)部分出現(xiàn)故障，則可以將活性納米金剛石部件回收到另一個(gè)電池中，并且一旦達(dá)到使用壽命，對(duì)于低功率傳感器（例如，可以使用這種傳感器）的使用壽命可能長(zhǎng)達(dá)28,000年。在衛(wèi)星上–他們只留下“無害的副產(chǎn)品”。
用聯(lián)合國(guó)教科文組織主席兼?zhèn)惗卮髮W(xué)學(xué)院教授約翰·肖·泰勒博士的話來說：“新開發(fā)銀行有潛力一口氣解決全球主要的碳排放問題，而無需昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，能源運(yùn)輸成本或負(fù)面的環(huán)境影響與替代解決方案相關(guān)聯(lián)，例如在化石燃料電站，水力發(fā)電廠，渦輪機(jī)或核電站的碳捕集。他們的技術(shù)能夠在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)提供能量，而無需充電，加油或維修，這使他們處于理想的位置，可通過分布式解決方案來解決世界的能源需求，而對(duì)環(huán)境的影響和能源運(yùn)輸成本幾乎為零。”
的確，NDB電池為離網(wǎng)生活提供了出色的24小時(shí)能源主張，NDB團(tuán)隊(duì)堅(jiān)決希望將其一部分時(shí)間用于在貧困人口的支持下為貧困的偏遠(yuǎn)社區(qū)提供慈善服務(wù)公司的一些商業(yè)客戶。
NDB表示，如果該公司正確地利用世界范圍內(nèi)碳14核廢料的全部供應(yīng)，這種前景將非常受歡迎，那么新開發(fā)銀行表示，它可以簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)自己的碳14原材料。
該公司已經(jīng)完成了概念驗(yàn)證，并準(zhǔn)備在COVID關(guān)閉后實(shí)驗(yàn)室重新開放后開始制造其商業(yè)原型。低功率商業(yè)版本預(yù)計(jì)將在不到兩年的時(shí)間內(nèi)投放市場(chǎng)，而高功率版本預(yù)計(jì)將在五年后上市。NDB表示，憑借其在技術(shù)和制造工藝方面正在申請(qǐng)的專利，它在競(jìng)爭(zhēng)中遙遙領(lǐng)先。
如果按照承諾實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就很難看出這將不會(huì)成為革命性的動(dòng)力。如此長(zhǎng)壽命的電池將從根本上挑戰(zhàn)許多現(xiàn)代技術(shù)的一次性使用精神，或?qū)е聰?shù)十年來消費(fèi)者隨手機(jī)隨身攜帶的電池組，從手機(jī)到手機(jī)，從汽車到汽車，從筆記本電腦到筆記本電腦。配備NDB的房屋可以并網(wǎng)連接。每個(gè)電池都是其自身的永不枯竭的綠色能源，可將核廢料悄悄地轉(zhuǎn)化為有用的能源。
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