不用充电持续使用2.8万年的核电池发布,人类会进入储能新时代吗

德温的日常生活 2022-10-18 13:54:17

你是否因为手机电量不足而焦率,又是否层因为新能源汽车续航里程的短板,打消了本以酝酿已久的自家出游计划?或许这些让人烦恼的问题将得到彻底解决,在不久的未来,一款可以不需充电便可维系上万年使用时长的电池将出现在人们眼前。

在各大公司对电池电芯和导体的元素进行改良的同时,美国的一家新能源初创公司却创造性的将核动力电池作为首要攻克对象,并在2020年秋季对外宣称针对核动力电池的研究已经取得了突破性的进展,电池可以在无需补能的前提下使用万年。

储能问题一直是困扰新能源发展的最大瓶颈,抛却消费领域对新能源车和电子设备电池续航的要求,仅在新能源发电领域,就一直因为储能设备容量有限,新增电量无法入网,造成大量废电,研究更大容量、使用寿命更高的电池一直是必须攻克的难题,将核动力作为电池媒介,提高能量密度和使用寿命,成为了攻关的重点。

不同于核发电所采用的核裂变,核动力电池的本质是充分利用放射性同位素的衰变令其产生能量,在反应的过程中转换为电能,从而达到储能的目的。前文提到的美国NDB公司就一直将核动力电池视为电池未来的发展方向,并于2021年发布了纳米金刚石电池,电池原料来源于对核废料的提取,根据官方公布的数据,理论上这款电池在无需补能的前提下可以使用2.8万年。

这对于电池行业来说无异于重磅炸弹,如果消息属实,成本可控,纳米金刚石电池将迅速实现商用,在极短的时间内垄断全球储能市场,这个让无数电池企业恐惧的纳米金刚石电池到底是什么?他又神奇在哪里呢?

顾名思义,纳米金刚石电池的主要组成部分是纳米级的金刚石,他们的粒径必须在100纳米以下,微小赋予了这些金刚石纳米微粒性能,正如宏观的尽头或许是微观,这些肉眼不可见的金刚石具备了小尺寸效应、量子隧道效应、表面效应和量子尺寸效应等四大效应,可以防止“射线”逃逸,将能量紧紧的锁定在微粒之中。

纳米金刚石电池的工作原理其实十分简单,在了解了微粒的特性之后,仅需将核废料中依然具备放射性的C—14同位素与纳米金刚石放在一起就构成了电池的最核心也是最基础的构造。C-14对外放射——纳米金刚石储能——放电。

这项发明真的可以让我们的储能技术迈入新的世代,人类从此可以摒弃让人眼花缭乱的充电接口了吗?

从官方公布的数据来看,长达2.8万年的使用年限确实很诱人,毕竟人类有历史记载以来还不够万年的时间,可冷静下来想想,“理论上”这三个字本身就代表着不现实,虽然参与第一级反应的C-14的半衰期在6000年左右,根据计算,电池确实可以坚持放电2.8万年,可“不谈电流谈年限”明显是耍流氓,在如此久远的时间根本就不可能做到持续以恒定电流对外放电。

况且人类现有的材料没有任何一种可以经受2.8万年的时光考验,当包裹电池的材料随着时间的流逝逐渐腐蚀破损,仍具备放射性的C-14将直接暴露于空气,那时该以何种方式消除辐射也是未知数。或许等到再一次改造升级并对这些问题都有相应对策以后,充电将成为历史名词,人类也将进入一个全新的时代。

核动力电池作为储能方向已经不是新鲜事,早在上世纪50年代,美国就已将核动力电池作为航天器的动力储备,并在太空竞赛时期发射了配备放射性同位素温差发电器的导航卫星。作为航天新秀的我国,在可控核聚变技术的加持下,对核动力电池的运用也早已领先世界,嫦娥三号和四号探测器上也都配备用百毫瓦级的放射性同位素电池,核动力电池也一直在远离地表的轨道为人类的太空探索默默做着贡献。

现在看来,核动力电池距离真正实现民用还有一段距离,但人类在电池和能源方面取得突破已不太远,未来可期!

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