科学家们很难突破锂离子电池或其他储能方法的界限。尽管如此,偶尔也会有一家默默无闻的公司宣布一项不太可能的突破。Betavolt是一家几年前还不存在的中国公司,声称它开发了一种原子能电池,可以发电50年,无需充电或维护。难以置信?
虽然大多数研究都围绕可充电电池进行,但一些公司仍在研究发电而不是从外部来源储存电力的电池。与某些玩具和遥控器中使用的碱性电池一样,这些电池在使用前不需要充电,而且电量耗尽时也无法充电。在其生命周期结束时,它们会被丢弃,希望能被回收利用。它不是很经济,甚至不环保,但充电电池并不是在所有情况下都有意义。
Betavolt声称他们研究了一种不可充电电池,可以工作大约50年,无论温度和负载等外部条件如何,都能持续发电。与碱性电池不同,它使用原子能,这就是使用寿命长的原因。该电池进入中试阶段,接近量产。如果成功,将为航空航天业、人工智能设备、医疗设备、先进传感器、小型无人机和微型机器人带来福音。
Betavolt的电池是所谓的放射性同位素电源,可将核同位素衰变释放的能量转化为电能。为此,它使用半导体转换器,通过放射源镍63发射的β粒子(电子)的跃迁产生电流。Betavolt的创新之处正是这种半导体转换器,它由厚度仅为10微米的独特单晶金刚石半导体组成。Betavolt在两个金刚石半导体转换器之间放置了2微米厚的镍63同位素片。
第一款即将投入生产的产品名为BV100,在3伏电压下仅提供100微瓦的功率。尺寸为15x15x5毫米(0.59x0.59x0.2英寸),比硬币还小。电力确实很弱,但由于电力连续发电50年,能量密度巨大。Betavolt声称该电池每天发电8.64焦耳,每年发电3,153焦耳。
根据应用,多个此类电池可以串联和并联使用。该公司计划明年推出1瓦电池,并通过未来的迭代来提高该值。如此低的数字并没有让我对电动汽车的可能使用抱有很高的希望。尽管如此,原子电池可能为不需要充电的手机和可以连续飞行的无人机铺平道路。
Betavolt声称其电池是安全的,没有外部辐射,并且不会因针刺和枪击而起火或爆炸。它还对环境安全,在使用寿命结束时易于回收。衰变期结束后,镍63同位素变成铜的稳定同位素,无放射性,不会对环境造成任何威胁或污染。
继续研究使用锶90、钷147和氘等多种同位素来开发更高功率水平的原子能电池。根据同位素的不同,使用寿命可能会更短,在2到30年之间。