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日本國(guó)立材料研究所打造鉆石電池 有望實(shí)現(xiàn)100年內(nèi)無(wú)衰減

2021-03-01 17:16  來(lái)源:快科技  瀏覽:  

眾所周知,目前包括鋰電池在內(nèi)的充電電池雖然可重復(fù)使用,但是其都有衰減期。而這對(duì)于一些太空探測(cè)器來(lái)說(shuō),一塊具有長(zhǎng)期壽命的電池對(duì)其更是相當(dāng)重要。據(jù)外媒報(bào)道,日前日本國(guó)立材料研究所(NIMS)研制出一種“鉆石電池”,其能夠在100年內(nèi)無(wú)衰減,而該電池計(jì)劃應(yīng)用在太空探測(cè)器和地下采礦設(shè)備中。

雖然目前廣泛使用的鋰電池在環(huán)保、效率等方面具有不錯(cuò)的成績(jī),但是在一些極端環(huán)境下,仍需要一種更特殊的電池來(lái)儲(chǔ)存能源。

據(jù)悉,鉆石電池也成為“貝塔電流電池(betavoltaic batteries)”,2016年布里斯托大學(xué)材料學(xué)教授湯姆·斯科特(Tom Scott)首次提出。

通過(guò)鎖定人造鉆石晶格內(nèi)的放射性同位素,從而在核衰變時(shí)釋放超高能量電子兒產(chǎn)生電流。由于人造鉆石是地球上最堅(jiān)硬的材料之一,因此不用擔(dān)心輻射問(wèn)題,這意味著一些核廢料就能夠用來(lái)制作這種電池。

此外,由于碳-14和鎳-63半衰期分別為5700年和100年,這意味著這種使用這些放射性同位素制作的電池最起碼在100年內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)衰減問(wèn)題。

而NIMS生產(chǎn)的“鉆石電池”正式基于這種技術(shù)并使用鎳-63作為材料,使熱交換率達(dá)到28%左右,這在該領(lǐng)域上已經(jīng)是世界最高、接近極限理論數(shù)值。

不過(guò),目前“鉆石電池”的商用還面臨著另外一個(gè)難題,就是如果通過(guò)提高功率輸出來(lái)提升電池效率,因?yàn)樵撾姵啬壳爸荒墚a(chǎn)生電量只能用微瓦來(lái)計(jì)算,而1微瓦僅相當(dāng)于百萬(wàn)分之一瓦。

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