|
韓國科學(xué)家正在研發(fā)一種由放射性碳驅(qū)動的微型核電池，未來或可實現(xiàn)手機永不充電、心臟起搏器終生使用。與鋰離子電池不同，這種電池利用β輻射觸發(fā)電子雪崩發(fā)電，既環(huán)保又持久。 目前，鋰離子電池存在續(xù)航短、性能衰減和環(huán)境污染等問題。為此，韓國大邱慶北科學(xué)技術(shù)院的一個研究團隊開發(fā)了放射性碳核電池。放射性碳是核電站的副產(chǎn)品，成本低且安全，其β射線可被鋁箔屏蔽，衰變緩慢，理論壽命達數(shù)千年。 為顯著提升新設(shè)計的能效，研究團隊采用二氧化鈦基半導(dǎo)體（太陽能電池常用材料）與釕基染料復(fù)合，并通過檸檬酸處理強化二者結(jié)合。當(dāng)放射性碳釋放的β射線撞擊處理后的染料時，會引發(fā)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)鏈（即電子雪崩），隨后雪崩效應(yīng)經(jīng)染料傳遞，二氧化鈦層高效收集產(chǎn)生的電子。 新型電池還在染料敏化陽極和陰極中均加入放射性碳。通過雙電極放射處理，研究人員增加了β射線生成量，并減少了電極間輻射能量損耗。原型測試顯示，新型電池能量轉(zhuǎn)換效率從0.48%提升至2.86%。 盡管當(dāng)前效率仍低于鋰電，但優(yōu)化β射線發(fā)射器和吸收材料后，其性能有望進一步提高。這種電池可應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、無人機等領(lǐng)域，例如免更換的心臟起搏器。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
