我国推出核电池！50年内不用充电维护，装手机上可以无限续航？

我国推出核电池！50年内不用充电维护，装手机上可以无限续航？

你见过依靠核能发电的电池吗？

2024年1月8日，北京贝塔沃特新能源科技有限公司在其官网宣布了一则重磅消息。

他们开发出了最新的微型原子能电池，称为BV100核能电池。

那么这款电池​​的性能到底有多强悍呢？ 是噱头还是新的革命？

本文所有内容均有官方可靠信息来源。 具体信息详见文章末尾。

只有硬币大小，放电性能却极其强大

据北京贝塔沃特新能源科技有限公司负责人张伟介绍，该电池只有普通硬币大小。

但它所蕴含的能量密度极其夸张，可以为手机提供长达50年的寿命。

如果你把它放在无人机上，无人机几乎会永久飞行。

可以说，核能电池在各行各业都非常实用。

这种电池之所以具有如此惊人的续航表现，主要是因为其特殊的放电原理。

我们知道，常规电池的放电原理主要依靠化学反应。 市场上的碱性锌锰电池就是一个很好的例子。

氧化物在电池的正极发生氧化反应，而电池的负极（通常是金属）发生还原反应。

在电池内部，电子从负极流向正极，这决定了电流的方向。

随着化学能缓慢释放，电池开始工作，内部电荷流动，形成电压和电流。

市场上不同类型的电池其化学反应不同，但一般来说，都是利用化学能来放电。

核电池与传统电池的不同之处在于，它依靠自然物理定律进行放电，与化学反应无关。

这种电池利用核同位素衰变的能量，利用半导体来收集能量，最终将其转化为电能。

目前我国研发的新型核能电池被命名为BV100。 它体积小，输出功率为100微瓦、3伏。

同等尺寸下，核电池没有对手。 这是人类里程碑式的创新。

该公司表示，已经做好充分准备，如果不出意外，团队将在 2025 年制造出 1 瓦的电池。

未来，只要政策允许，他们就可以将这种电池连接到手机上，实现地球上最长的电池寿命。

当第一次看到这个消息时，理工科学者们就像做梦一样，不敢相信这种技术竟然诞生了。

很难想象这种电池一旦量产会给未来的电子设备带来多大的改变。

以无人机为例。 电池寿命是一个很大的痛点。 它们通常在飞行十五分钟后就耗尽电力。

因此，现阶段的无人机不可能具备大范围移动的能力，只能使用大型军机来瞄准远距离目标。

但当无人机配备BV100核电池时，飞机的电池寿命几乎是无限的。

只要遥控距离足够，绕地球飞行不成问题，这对军事侦察意义重大。

因此，科研界对核电池的问世感到兴奋。 相信不久之后，锂电池将会被BV100所取代。

核电池新技术引发公众质疑和担忧

这几天网络上有很多人在讨论核电池，也有人持乐观态度，认为这是一件好事。

但也有人表达了担忧。 毕竟，核能的发展在民间一直存在争议，有人觉得不安全。

事实上，核电池在学术界并不罕见。 早在上个世纪就有人开始研究它们。

每当人们谈论核电时，他们就会想到核电站。 其实两者本质区别并不大。

最大的区别是核电站产生的电力相对较高，而核电池产生的电力相对较低。

核电站利用热量将水煮沸，水蒸气驱动涡轮机旋转，从而产生源源不断的电力。

核电池利用同位素衰变释放的热量产生温差，然后利用热电效应发电。

因此，核电池在科学家中还有一个名字，叫做同位素电池。

只要收集放射性同位素衰变产生的粒子，就可以驱动半导体元件。

就像连锁反应一样，经过一系列高效的转化，最终释放出电流。

核电池有多种类型，其功率通常与其尺寸相关。 例如，一些核电池可以达到数千伏的高电压。

我国新开发的BV100是低压核电池。 放电单位从毫伏到伏，电流相对更稳定。

1950年，德国物理学家尝试利用核能制造电池。 长电池寿命和高功率是人们追求的目标。

这种电池不受温度、环境和外力的影响。 即使扔进100摄氏度的沸水中，也能保持正常放电。

最重要的是，核电池不属于化学反应范围，可以不受电磁场的干扰，工作非常稳定。

当时各国的航天事业正处于发展阶段，核电池的各种优势可以完美适应这些领域。

例如起搏器，普通电池没有那么长的寿命，所以只能经常更换电池。

核电池的电池寿命可达数十年。 一般情况下，一生无需更换电池，非常安全省心。

上世纪科技水平有限，发现的放射性同位素并不多。 其中，锶90和钚238是主要研究对象。

第一种是锶90，半衰期为28.8年，衰变时释放β射线。

由于其半衰期较短，因此它在较短的时间内表现出较高的放射性。

这在核电池的开发和制造中尤为重要，因为当时人们认为没有更好的替代元件。

通过β衰变，锶90核将中子转化为质子并释放高速电子。

至于为什么要用锶来进行实验，主要是因为它的富集度比较高。

地球上的锶元素通常是在核裂变过程中产生的，因此很容易在核反应堆中找到它。

用锶来制造核电池确实是一个不错的选择，但锶90有一个致命的缺点。

它本身具有很强的生物作用，可以被人体吸收并在骨骼中富集。

这将对人们的健康造成严重威胁，相当于体内长期接触锶90，引发肿瘤和癌症。

此外，锶90的释放会导致环境中的放射性污染，特别是对水源和土壤影响很大。

为了尽可能保证科研人员的安全，锶90很早就被淘汰了，至今还没有成为核电池的主流材料。

后来，人们开始研究钚238，它是钚的放射性同位素，通过衰变变成其他元素。

在衰变过程中，钚238释放出α粒子并释放大量热能。

我们前面提到，核电池可以利用温差产生热电效应来发电。

值得注意的是，钚238的半衰期比锶90长，约为87.7年。

正是由于这一特性，钚238被广泛应用于热电发电装置中。

现在许多国家的太空探测器都配备了基于这种材料的核电池。

不幸的是，钚238和其他放射性物质一样，对人体有一定的有害作用。

正常使用过程中，必须采取严格的安全措施，确保人员和环境的安全。

因此，人们担心也是正常的。 现阶段我们还没有很好的办法来解决核污染，科学家们只能谨慎对待。

世界上第一块核电池很早就诞生了

世界上第一个同位素电池是由美国科学家维尔德·伦德斯于1954年发明的。

他以放射性同位素碳14为基本能源，并将这种电池命名为碳14电池。

工作原理其实很简单，就是捕获放射性衰变释放的β并将其聚合形成电流。

令科学界惊讶的是，碳14的半衰期相对较长，约为5,730年。

这意味着它可以更长时间地产生有效电力，其电池寿命远远长于其他材料制成的核电池。

但碳14的半衰期太长，放电循环很不稳定，电压也很小。

虽然碳14电池还没有得到广泛应用，但 的想法给了人们很大启发。

此后，核电池进入快速发展阶段，基于各种材料的电池相继出现。

比较有名的是1959年美国制造的同位素核电池，重量只有1000多克，但280天可以释放11.6千瓦时的电量。

著名的人造卫星“探索者一号”就配备了核电池，其电池寿命足以维持卫星直至报废。

2024年1月8日，北京贝塔伏新能源科技有限公司在其官网发布文章，宣布推出国产BV100电池。

据官方资料显示，这款电池采用熔融镍63核同位素作为基本放电材料。

搭配中国首个金刚石半导体（第四代）模组，这款硬币大小的电池就诞生了。

可以说，国产BV100核电池在尺寸上是一大亮点。

不久的将来，它在微电子器件领域将具有巨大的潜力，目前我们的技术遥遥领先。

事实上，镍63有很多优点，而且其本身的毒性并不大。

用它制作电池相对安全，因此适用领域广泛。

通过β衰变，镍63转化为钪63，释放β粒子。

而且镍63的半衰期相对较短，约为92.6年，在此期间可以提供更强的能量密度。

现在这种材料已广泛应用于工业中，主要作为放射源。

例如，放射性测量仪器、核源和一些射线照相相机都含有镍63。

结论：

虽然目前的核电池不能无限期地持续使用，但对于一些微型设备来说50年已经足够了。

我相信中国未来能够取得更大突破，造福全人类。

文字| 查洛英叔叔

编辑|查罗英叔叔

参考：

中国新闻网-《“50年稳定自发电”的核电池会彻底改变锂电池寿命吗？核电池民用还远吗？》2024.1.18

科技日报-“比硬币还小的核电池，可放电50年”2024.1.08