1、離實(shí)用化還有很長(zhǎng)的路要走。好消息是，俄羅斯研究人員剛剛開(kāi)發(fā)出一種基于鎳-63的新型核電池設(shè)計(jì)，比普通商用電池的能量密度更高。

(資料圖片)

2、俄羅斯研究人員開(kāi)發(fā)了一種核電池原型(via:MIPT)，其能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他設(shè)備。

3、核電一直備受爭(zhēng)議，因?yàn)槿魏蜗⒌暮宋镔|(zhì)都可能在環(huán)境中保留危險(xiǎn)的輻射達(dá)幾十年(甚至幾個(gè)世紀(jì))。

4、但出于同樣的原因，如果我們能恰當(dāng)?shù)乩眠@一特性，我們就能讓核電站緩慢而持續(xù)地釋放能量：

5、有些核電池是基于‘電池’的原理，裝置中的放射源衰減并發(fā)射出粒子(電子和正電子)。

6、當(dāng)它們與半導(dǎo)體層相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電流。遺憾的是，這些電池雖然可以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)提供能量，但第一功率密度也意味著只能‘流長(zhǎng)流細(xì)’。

7、長(zhǎng)時(shí)間提供相對(duì)較低的能量，使得核電源更適用于那些難以替代電池的應(yīng)用(如航天器或起搏器等植入式設(shè)備)。

8、然而，由莫斯科物理技術(shù)學(xué)院(MIPT)、超硬和新型碳材料技術(shù)研究所(TISNCM)和國(guó)立科技大學(xué)MISIS聯(lián)合開(kāi)發(fā)的新型核電池采用了基于鎳-63的設(shè)計(jì)。

9、該放射性同位素的半衰期超過(guò)100年，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種全新的布局，以提高電池的功率密度。他們確定，如果它被包裹在厚度為10微米的夾層結(jié)構(gòu)中，鎳-63的最有效層厚度是2微米米.

10、上圖為新型核電池原型(via:超硬與新型碳材料技術(shù)研究所)。

11、考慮到鎳-63的半衰期，該核電池?fù)碛?300 mWh/g 的能量密度，是傳統(tǒng)化學(xué)電池的10 倍以上。

12、此外，研究人員開(kāi)發(fā)了一種更高效的方法，能夠以最小的損耗來(lái)批量生產(chǎn)鉆石薄層。 雖然生產(chǎn)鎳-63在很大程度上可能是棘手的，但團(tuán)隊(duì)對(duì)10 年后的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)很有信心。

13、在未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)改進(jìn)核電池的設(shè)計(jì)，并已確定了一些提高電池功率的方法。 其中包括富鎳-改變鉆石轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)、以及給予這些轉(zhuǎn)換器更大的表面積。

14、【研究配圖：a 為放射性鎳箔與材料厚度的關(guān)系，b 為鉆石換能器的電子吸收效率和厚度的關(guān)系（via：MIPT）】

15、有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《鉆石與相關(guān)材料》 （ ）期刊上。 原標(biāo)題為：

16、 《High power density nuclear battery prototype based on diamond Schottky diodes》

本文到此結(jié)束，希望對(duì)大家有所幫助。

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