全球首款钻石电池有望供电几千年 但电量很微弱

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12月11日消息，英国研究人员最近开发出全球首款钻石电池，利用放射性同位素碳-14的衰变提供稳定的低电量，寿命甚至长达几千年。以下为翻译内容：

似乎总是在最糟糕的时刻耗尽电量，比如在数学考试前计算器突然没电，在好电影刚开始时遥控器无法使用，或在断电时手电筒无法点亮。但是，如果有一种电池的电量不仅可以撑几个小时，还可以持续几十上百年呢？

布里斯托尔大学和英国原子能机构（UKAEA）的研究人员开发出全球首款碳-14电池，寿命长得惊人。根据12月4日布里斯托尔大学发表的声明，这种电池可以利用放射性碳-14的衰变为设备供电几千年。这种创新设计可以为体内植入设备以及飞往深空的探测器提供更环保的长期电力支持。

UKAEA氚燃料循环主任莎拉·克拉克（Sarah Clark）在声明中说：“钻石电池用可持续的安全方式来连续输出微瓦级电力。这是一项新兴技术，使用了人造钻石来安全包裹少量的碳-14。”

像碳-14这样的放射性同位素，其原子结构具有不稳定性，在衰变为更稳定的元素时会释放能量。碳-14在衰变过程中释放的电子被钻石电池捕获，从而产生恒定的低能量，其工作原理类似于太阳能电池板将光转化为。

半导体在特定条件下可以导电。UKAEA高级工艺工程师埃塞奥萨·埃卡内姆（Eseosa Ekanem）解释说：“我们正试图在低于大气压的压力下制造出一层薄薄的这种钻石。”“当这些电子穿过钻石这种半导体材料时，就能产生电力和能量。”

碳-14的半衰期为5730年，这意味着期间只有一半的碳-14会衰变，另一半仍然可以产生能量。这让我们可以大致想象碳-14钻石电池的寿命有多长。

根据声明，这种电池设计的应用前景是“颠覆性”的。这种电池具有生物相容性，适合用于眼科植入物和助听器等医疗设备，尤其适用于那些需要通过外科手术更换电池的心脏起搏器等设备。虽然碳-14暴露在外不会构成重大健康风险，但内部污染可能有一定的危险性，而钻石外壳可确保放射性衰变得到安全控制。

由于钻石的坚固特性，这种电池甚至可以在更极端的环境中工作，比如用于未来的深空探测任务，在无法轻松更换传统电池的情况下使用这种电池。它们还可以给主动射频标签供电，这种有跟踪功能的小型数据传输设备常被用于地球偏远地区或地外空间的长期项目。

布里斯托尔大学的汤姆·斯科特（Tom Scott）说：“我们的微功率技术可以支持太空技术、安全设备以及医疗植入物等重要应用。”“我们很高兴未来几年能够与各行业以及研究领域合作，探索所有这些可能性。”

从中受益的不仅仅是医疗和太空领域。UKAEA高级工艺工程师法蒂玛·桑尼（F imah Sanni）说，研究人员设想未来“几乎所有地方都能使用钻石电池”。她列举了小型卫星、电脑芯片、遥控器和手表等日常应用。钻石电池可以取代生产过程中大量排放温室气体的锂离子电池，后者处理不当还会向环境中释放有毒化学物质。

桑尼补充说：“再见了，所有的废旧电池。”“当我们有了像钻石电池这样的清洁电池后，就能缓解气候变化。”（辰辰）