我国推出微型核电池,50年能稳定自发电,装手机上可以无限续航?

漫悠芸端的事儿 2024-11-09 03:52:49

“永远不用充电”——这大概是很多人最大的梦想。

想象一下,如果手机、电动汽车甚至家用电器都能永久续航,我们的生活将发生怎样的变化。如今看来这个看似遥远的梦想,也许很快就能梦想成真。

微型核电池,这个曾经只存在于科幻故事中的概念,如今迎来了重大突破,也许不久后会彻底改变我们的生活。那么实际情况到底如何?是噱头还是新的突破?

原子能走进掌心

2024年1月8日,北京贝塔伏特新能科技有限公司官宣了一项重磅消息:他们研制出了名为BV100的微型核电池。

这款体积仅有15×15×5立方毫米的“小家伙”,如硬币大小一般,可却蕴藏着巨大的能量。如此小巧的体积,不禁让人仿佛看到了科幻电影照进现实,感叹如今科技的如此强大。

BV100核电池的核心部分由镍-63和金刚石半导体组成。

在两片如蝉翼般薄的金刚石半导体中间,夹有一层更为微薄的镍-63片。这种设计可以让BV100能够持续产生电荷。

而这项技术的关键在于金刚石半导体转换器,它能以高达98%的效率搜集辐射电子。因此,核电池的能量密度也是传统三元锂电池的10倍以上。

这也意味着,在同样大小的电池中,核电池能够储存更多的能量,彻底告别电量焦虑的时代指日可待。

更令人惊奇的是,BV100的输出功率达到了100微瓦,电压高达3V,这在如此微小的体积下,可以说是一项技术奇迹。

除了高能量密度外,BV100的另一大亮点是其超长的使用寿命。

根据贝塔伏特公司的数据,BV100核电池能够持续放电50年左右,无需任何充电和维护,真正做到“一劳永逸”。

这与传统电池的寿命形成了鲜明对比,也为需要长期稳定供电的设备,提供了理想的能源解决方案。

不仅如此,BV100还具备极强的环境适应性。它能在-60℃到120℃的极端温度下正常工作,并且拥有极高的抗打击能力,即使受到枪击或穿刺也不会轻易泄露核辐射,安全性得到充分保障。

而根据贝塔伏特公司发布信息来看,这款BV100的核电池,目前也已进入中期实验阶段,预计会在2025年实现量产。

到时,这种核电池将支持模块化组装,用户也可根据需要,像拼积木一样组合不同大小和容量的电池。这款电池具备高能量密度,1克拼装电池能存储3300毫瓦时的电量,充分展现了其体积小、能量大的特点。

然而,贝塔伏特的野心可不止于此,他们打算明年推出更强大的二代核电池。这款新电池将使用氘、钷147和锶90等材料,输出功率能达到1瓦,比现有的镍63核电池强10倍。这也预示着,一个更加强大的核电池时代即将到来。

此外,核电池的安全问题一直备受关注。BV100的能量主要来源于β粒子,即镍63衰变成铜时释放的电子。

由于镍63不会衰变成铀235和铀238等具有强辐射性的元素,其危害性非常微弱。

事实上,镍-63的射线穿透力极弱,甚至可以被一张普通的A4纸张轻易阻挡。这意味着,只要采取恰当的安全防护措施,核电池的安全性完全可以与传统的普通电池相媲美,确保使用安全。

回顾核电池的发展历程,实际早在上世纪50年代,美国便成功研制出了首个放射性同位素电池。随后这一技术被应用到阿波罗宇宙飞船上,产生了SNAP-27A核电池。

虽然这些早期核电池在体积、重量、寿命和成本等方面存在局限,但它们的应用为后来的技术革新奠定了基础。

到了2021年,美国航空航天局为了能完成火星探索任务,便以SNAP-27A为基础,又开发出一款新的小型核电池,将其用在了好奇号火星车上,计划运行寿命是14年。

虽然该型号在使用寿命延长了,而整个装置的造价也达到了百万美元。

而BV100的出现,彻底打破了这些限制,将核电池小型化、长寿命化、低成本化,为核电池的民用化打开了大门。

核电池的无限可能

微型核电池的出现,不仅仅是一项科技突破,更预示着能源利用方式的巨大变革。它将深刻地影响医疗、科技、社会等多个领域,为我们带来无限可能。

以医疗领域为例,传统的心脏起搏器需要定期更换电池,这给患者带来了不少麻烦和风险。

而微型核电池的长寿命特性,可以为心脏起搏器提供长达数十年的稳定供电,免去患者频繁更换电池的烦恼,极大地提高了医疗安全性和效率。

除了心脏起搏器,微型核电池还可以应用于其他需要长期供电的医疗植入设备,例如人工耳蜗、神经刺激器等,为患者带来更便捷、更安全的医疗体验。

在科技领域,微型核电池同样也将带来改变。无人机总是受制于电池原因,不能有太长的滞空时间。

而微型核电池的出现,将彻底解决这一难题,让无人机实现“永远不降落”的梦想,从而扩展其在航拍、物流、救援等领域的应用。

贝塔伏特公司打算在2025年推出1瓦功率的第二代核电池,这将为手机使用核电池带来更多可能。

虽然目前1瓦的功率,还不足以满足一些高性能手机的峰值功耗需求,但未来随着技术的进步,更高功率的核电池将会出现,彻底改变手机的能源格局。

即使在现阶段,也可以将核电池与传统电池结合使用,利用核电池为传统电池充电,从而实现手机的超长续航。

除了无人机和手机,微型核电池还可以应用于各种需要长期供电的物联网设备,例如智能家居、环境监测传感器、可穿戴设备等。

它能够为这些设备提供稳定可靠的能源,无需频繁更换电池,降低维护成本,提高设备的可靠性和使用寿命。

在航天和深海探测这些特殊领域,微型核电池的优势更为显著。

它能够在极端环境下稳定工作,为探测器、机器人等设备提供持续的能源供应,推动人类对未知领域的探索。

那么微型核电池的普及,究竟会给我们带来哪些变化。

首先我们将告别传统电池的生产和使用所带来的资源浪费,以及回收后带来的环境污染。而核电池的长寿命和可重复使用特性,可以为我们提供更清洁、可持续更久的解决方案。

此外,核电池的使用还能减少能源开支。

如果使用核电池,不仅可以告别里程焦虑,实现无限续航,同时也减少了电池衰减所带来的更换成本,从而节省大量的费用。

微型核电池的出现将推动科技进步,或将激发更多创新应用的出现。例如在医疗领域,核电池可以为人工器官提供持续的能源,延长患者的生命。

交通领域,核电池可以为电动汽车提供更长的续航里程,推动绿色出行。在航空航天领域,核电池可以为宇宙飞船提供更强大的动力,推动人类探索宇宙的步伐。

机遇与挑战

微型核电池的未来充满希望,但也面临着一些挑战。首先现在微型核电池的功率还不太高,没法满足一些需要大功率的设备。未来需要继续研发更高功率的核电池,以扩展其应用范围。

贝塔伏特的二代核电池计划就是一个很好的尝试,未来有望出现功率更高的核电池,满足更多设备的能源需求。

其次是批量生产的挑战,将微型核电池从实验室走向大规模生产,需要解决一系列技术和成本难题。需要不断优化生产工艺,提高生产效率,降低生产成本,才能让核电池真正走向千家万户。

尽管微型核电池的安全性已经得到保障,但公众对“核”这个字眼仍然存在一定的疑虑。

这需要加强科普宣传,消除公众的误解,提高社会对核电池的接受度。通过各种渠道,例如媒体报道、科普讲座、展览展示等,向公众普及核电池的知识,让更多人了解核电池的安全性和优势。

制定和完善的政策法规也很重要,需要制定相应的标准和规范,确保核电池的安全生产和使用,并规范核电池的回收和处理,防止核污染的发生。

未来微型核电池的发展方向将更加多元化。除了提升功率和降低成本外,还需要探索更多新型的核电池材料和结构,使用其他放射性同位素、开发更高效的能量转换器等。

同时,还需要加强核电池的安全性研究,例如开发更安全的封装材料、完善核废料的处理方案等。

结论

虽然未来仍面临诸多挑战,但随着科技的进步和社会的发展,微型核电池必将迎来更广阔的应用前景,为人类社会带来更大的福祉。正如贝塔伏特公司CEO张伟所说,核电池时代已经向我们招手。

或许在不久的将来,我们就能用上核电池驱动的手机、无人机、汽车,甚至可以利用核电池为家庭供电,彻底告别电量焦虑,拥抱一个能源无限的未来。

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