核动力电池取得进展,充电将成为历史?

 
楼主   帖子创建时间:  2021-09-29 15:03 回复:0 关注量:67

  


近几十年来电子设备的发展速度远远超过了电池的发展速度,很多的移动电子设备都少不了一根充电线。


手机就是我们最头疼的问题。而且还有很多的小型用电设备,例如一些小台灯、夜灯、传感器也要经常连接电源,电线拉的到处都是,影响美观。




但是没办法,我们现在使用的锂电池要充电才能使用,且寿命有限。频繁的更换会浪费资源、还污染环境。


所以一款不用充电,且能持续放出电能的电池是整个社会迫切需要的。有了它你的办公桌、房间会变得整洁很多。


而且这样的电池更能加快新能源汽车的发展,如果实现将为人类节省大量的能源,甚至是摆脱至少一半的化石燃料的依赖。




那么这种电池可能吗?不充电、持续放电?这不违反能量守恒了么?


确实有点夸张了,不过一个电池要是能够持续放电数万年,这对人类来说就跟无限的能源是一样的。毕竟我们每个人的寿命也不过百岁。


一生买一个电池子孙后代、世世代代受益!


这样的电池还确实能够实现,虽然现在我们人类主要的能量来源是化学能,但是上世纪我们还发现了一种释放能量更为高效、环保的能源就是核能。




原子核的聚变和裂变的过程中会损失比化学反应更多的质量,因此它会释放十分可观的能量。目前核能的应用主要用在民用发电领域。


而我们今天要说的“无限能源”的电池同样要依靠核能来实现。但并非是核聚变和裂变的反应方式,而是通过原子核的放射衰变来获取电能。


美国加州的一家公司NDB宣布他们研发了一款不需要充电就能使用2.8万年的新型纳米金刚石电池。




目前已经在实验室通过了测试,获得了重大进展,其收集电荷的效率已经达到了40%,比太阳能电池的15% - 20%更加高效。


这个收集电荷的过程其实就是这种核电池自行充电的过程,它和太阳能电池有一些相似之处。光电效应大家都清楚吧,就是特定频率的光照射到金属上,可以让金属中原子最外层的电子获得足够的能量,发生逃逸。


电子的逃逸就是放电的过程。太阳能电池就是在白天的时候,通过收集光电效应产生的电荷,来为电池充电,到晚上然后放电就行照明。




而这种新型核动力电池它收集的电子来自于放射性同位素的衰变。这种同位素就是我们熟知的碳-14,原子核中有6个质子和8个中子。


这种原子核不稳定会自发的通过弱相互作用力发生衰变,也就是原子核中其中一个中子通过释放一个电子和反电子中微子,转变成为一个质子。


可以看到这个过程就会放出一个电子,通过收集电子,电池就可以自行充电了。跟太阳能电池有点像,但不完全一样。


 
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