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新一代微電源解決方案問世 我國成功研制碳-14核電池
2025年03月17日 13:13:58
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：4750
西北師范大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫貝塔醫(yī)藥科技有限公司成功研制了國內(nèi)首款C-14核電池——“燭龍一號(hào)”工程樣機(jī)。
碳-14是碳元素的一種具有放射性的同位素，其半衰期長達(dá)5730年，因此常被用于標(biāo)記化合物示蹤，測定年代等。2024年4月20日，隨著秦山核電重水堆機(jī)組中成功抽出碳-14靶件，我國破解了碳-14同位素依賴進(jìn)口的難題，實(shí)現(xiàn)碳14批量生產(chǎn)供應(yīng)全面國產(chǎn)化。碳-14的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展也進(jìn)一步受到關(guān)注。
而在碳-14的相關(guān)應(yīng)用中，核電池一直是一個(gè)熱度很高的課題。核電池依賴放射性同位素衰變時(shí)產(chǎn)生的能量來產(chǎn)出電力，而碳-14半衰期長，能夠自發(fā)地發(fā)生β衰變，釋放出高速電子，因此一直以來被視為核電池的理想材料之一。
然而過去碳-14核電池面臨著高比活度C-14源制備難以及換能器件能量轉(zhuǎn)換率低、穩(wěn)定性差等關(guān)鍵技術(shù)難題。
就在近日，我國在碳-14核電池研制上獲得了重要突破。據(jù)悉，西北師范大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫貝塔醫(yī)藥科技有限公司成功研制了國內(nèi)首款C-14核電池——“燭龍一號(hào)”工程樣機(jī)。得益于碳-14超長的半衰期，該電池的理論壽命可以長達(dá)千年，并且溫度適應(yīng)性強(qiáng)。據(jù)介紹，該電池可以在-100℃至200℃的工作環(huán)境下穩(wěn)定工作，并且能量密度達(dá)到了2200毫瓦時(shí)每克。
據(jù)介紹，該電池的短路電流達(dá)282nA，開路電壓2.1V，最大輸出功率433nW。計(jì)算結(jié)果顯示其能量轉(zhuǎn)換效率突破8%。此外，在實(shí)際測試中，。研發(fā)人員通過接入核電池儲(chǔ)能裝置模組后，驅(qū)動(dòng)藍(lán)牙射頻芯片向外發(fā)射信號(hào)并成功接收。并且截止目前搭載“燭龍一號(hào)”的LED燈已持續(xù)工作近4個(gè)月，累計(jì)超過35000次脈沖閃爍。
碳-14核電池展現(xiàn)出的超長壽命、極端環(huán)境適應(yīng)性、安全性高、體積小等優(yōu)勢，使其在醫(yī)療領(lǐng)域、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域、極端環(huán)境供能、宇宙深空探測等方面均展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿?。目前該電池已?jīng)作為新一代微電源解決方案在市場上獲得關(guān)注。盡管就目前而言，生產(chǎn)制造成本以及產(chǎn)能等問題對于其發(fā)展依舊是迫切需要解決的問題，但是可以預(yù)見的是，其為我國智能制造、航空航天等領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的可能，相信未來，其能夠成為推動(dòng)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，助力我國科技產(chǎn)業(yè)達(dá)到更高的高度。
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