比硬幣小的核電池，可放電50年
來源：科技日報 時間：2024-01-09 11:13
1月8日，一家中國公司宣布研制出微型原子能電池——北京貝塔伏特新能科技有限公司（以下簡稱貝塔伏特）利用鎳63核同位素衰變技術和金剛石半導體，將原子能電池小型化、模塊化、低成本化。這項成就剛獲得中核集團2023年創新大賽三等獎。
原子能電池，又稱核電池或放射性同位素電池，是將核同位素衰變釋放的能量轉化為電能。上世紀60年代，為了給航天器提供長時間持續的能量，美蘇相繼研發出核電池，原理是核輻射升溫，用溫差發電。這類核電池體積大、昂貴，應用場景很少。另一類核電池，可將輻射直接轉化為電能——放射性元素衰變中發射的β粒子（正電子）照射半導體，產生電流，但效率很低。
為了更有效率地捕捉β粒子，貝塔伏特的研發團隊開發了一種高性能的單晶金剛石半導體，厚度僅為10微米；2微米厚的鎳-63薄片放在兩片金剛石半導體轉換器之間，穩定持續地激發出電荷，一種超長碳納米管制造的超級電容負責收集這些電荷。?
金剛石由于其優異的物理特性和電特性，被看作第四代半導體的首選材料。然而人工生長大尺寸金剛石以及半導體摻雜，都是亟需攻克的難題。貝塔伏特公司董事長兼CEO張偉表示，他們是全球目前唯一掌握摻雜制作大尺寸金剛石半導體材料的公司。
新式核電池50年穩定發電，無需充電，無需維護，不產生外部輻射，量產投入市場后，將滿足航空航天、AI設備、醫療器械、微型機電系統、傳感器、小型無人機和微型機器人等長續航場景。如果功率足夠，核電池可以讓手機不需要充電；小型無人機也可以“永久”滯空。
張偉介紹，他們首個產品BV100電池的功率是100微瓦，電壓3伏，體積是15*15*5立方毫米，比一枚硬幣還小；公司計劃2025年推出功率為1瓦的電池。他們正與國內院校聯合研發，采用鍶90、钷147和氘同位素，研制更高功率的電池。
核電池的能量密度是三元鋰電池的10倍以上，針刺和槍擊也不會起火爆炸，-60℃—120℃范圍內均能正常工作。（楊雪）
責任編輯：高慧君
