近日，英國科學(xué)界迎來了一項革命性的能源技術(shù)創(chuàng)新——由布里斯托爾大學(xué)與英國原子能管理局（UKAEA）攜手研發(fā)的全球首款碳-14鉆石電池正式亮相，該電池擁有數(shù)千年的超長供電潛力。
這款電池的核心在于利用碳-14的放射性衰變原理來產(chǎn)生電力。碳-14，作為一種放射性同位素，在放射性碳年代測定中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。科學(xué)家們巧妙地將碳-14封裝在極其堅硬的鉆石結(jié)構(gòu)中，從而安全地捕獲并利用其輻射能轉(zhuǎn)化為電能。
碳-14鉆石電池的工作原理獨具匠心，它借鑒了太陽能電池板的模式，但并非依賴光能，而是捕捉放射性衰變釋放出的快速移動電子來發(fā)電。這些電子在鉆石外殼內(nèi)被安全地吸收并轉(zhuǎn)化為電力，同時釋放出的是短程輻射，確保了使用的安全性。
鉆石電池的壽命之長令人驚嘆，得益于碳-14的半衰期長達5700年。這意味著，即使在數(shù)千年之后，電池仍能保持其原始電力的一半，為設(shè)備提供持續(xù)穩(wěn)定的能源供應(yīng)。
UKAEA的氚燃料循環(huán)主任薩拉·克拉克高度評價了這一創(chuàng)新，她指出，鉆石電池不僅安全可持續(xù)，還能提供持續(xù)的微瓦級電力，為醫(yī)療、太空和偏遠地區(qū)等領(lǐng)域帶來了全新的能源解決方案。這種利用人造鉆石安全包裹少量碳-14的技術(shù)，展現(xiàn)了其作為新興技術(shù)的巨大潛力。
鉆石電池在太空任務(wù)中的應(yīng)用前景同樣廣闊。它們能夠為航天器、衛(wèi)星以及射頻標簽提供長達數(shù)十年的電力供應(yīng)，不僅降低了成本，還延長了設(shè)備的使用壽命。布里斯托爾大學(xué)的教授湯姆·斯科特對此表示，這一微功率技術(shù)有望支持從太空技術(shù)到醫(yī)療植入物等一系列重要應(yīng)用。
更碳-14鉆石電池的研發(fā)還解決了核廢料處理的一大難題。碳-14是從核裂變反應(yīng)堆的石墨塊中提取的，而石墨塊是核能發(fā)電過程中的副產(chǎn)品。通過將這些放射性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源，鉆石電池不僅減少了核廢料的堆積，還為核廢料找到了有價值的應(yīng)用途徑。據(jù)估計，僅英國就擁有近95,000噸石墨塊等待處理。
在電池的生產(chǎn)過程中，UKAEA與布里斯托爾大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的等離子沉積設(shè)備發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這一設(shè)備能夠生長出鉆石結(jié)構(gòu)，有效地將碳-14封裝其中，既降低了核廢料的安全儲存成本，又提高了處理效率。
碳-14鉆石電池的問世，不僅標志著能源技術(shù)的一次重大突破，更提供了一種安全可靠的能源解決方案。由于其短程輻射被鉆石外殼完全吸收，因此不存在有害排放。即便在電池需要處理或回收時，也能由制造商進行安全回收，確保了整個生命周期的環(huán)境友好性。
