鉅大LARGE | 點擊量:1336次 | 2021年09月15日
美國研發(fā)微型核燃料動力電池
近日,科學家向人們展示了硬幣大小的微型核燃料動力鋰電池。該電池利用放射性同位元素的衰變出現(xiàn)能量。研究人員介紹,放射性物質(zhì)衰變時,會釋放帶電粒子,假如能將這些粒子收集起來,便能出現(xiàn)電流。其實,由于核電池能量儲藏相當豐富(它的電荷含量是一般標準電池的100萬倍),很久以前就已經(jīng)在及航天領域得以應用,但這些核電池的塊頭要遠比此次展示的核電池大。美國密蘇里大學的研究團隊發(fā)明了這枚袖珍核燃料動力鋰電池。
該大學之所以開發(fā)微型核燃料動力鋰電池是為了縮小電子設備內(nèi)電源的尺寸,讓它更適合小型設備(如微機電系統(tǒng)或納米機電系統(tǒng)),因為這些設備本身已經(jīng)足夠小,一定要有更小的電源與之相匹配。因此,開發(fā)微型電源與開發(fā)微電機本身相同重要。
有關很多設備而言,核燃料動力鋰電池都相當具有吸引力,因為放射性同位素可以為它們供應源源不斷的強大電力,而且它們極為耐用,使用期限一般都可達幾百年,甚至更長。因此,在太空探索中,核燃料動力鋰電池就成為了理想的選擇。然而在地球上,由于體積過大,核燃料動力鋰電池還未能將其一身本領完全發(fā)揮。
密蘇里大學的研究小組由權載萬(JaeWanKwon)教授領導。他們在研究的過程中使用了一種液態(tài)半導體來捕捉并利用衰變出現(xiàn)的帶電顆粒。與之相比,現(xiàn)有的大部分核燃料動力鋰電池使用的都是固態(tài)半導體。后者的劣勢在于,衰變出現(xiàn)電荷所含能量極為豐富,時間一長會對固態(tài)半導體出現(xiàn)一定的損害。這也就意味著,假如想要制造出與放射性同位素使用壽命相同的電池,就必須在電池內(nèi)安放盡可能多的固態(tài)半導體。這樣一來,電池的體積也就更大了。
而權載萬教授他們之所以使用液態(tài)半導體,是因為高能電荷通過液態(tài)半導體不會對它造成損害,因此能大大節(jié)省半導體所占空間。目前,研究人員正努力進一步將電池迷你化。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
為了打消人們有關核燃料安全的顧慮,研究人員解釋道,盡管整個電池的成功于否取決于放射性物質(zhì)的使用,但在正常工作條件下使用是完全安全的。權教授說:一般人都會談核色變,認為只要與核有關聯(lián)的東西都會十分危險。但是我們不可忽略的事實是,很多設備都已經(jīng)安全、成功地應用了核能,如起搏器、太空衛(wèi)星、水下作業(yè)系統(tǒng)等。
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