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网盖:纳米金刚石自充电池将颠覆能源方程式

2020-11-11 09:49 亿宏磨具 次阅读

美国一家公司表示,他们的纳米金刚石电池将彻底颠覆能源方程式,就像微型核发电机一样。它们将打破任何能量密度的对比,在不需要充电的情况下,使用时间从10年到28000年不等。它们将提供比锂离子更高的功率密度。它们将是几乎不可摧毁的,在电动汽车碰撞中完全安全。而且在某些应用中,比如电动汽车,尽管它们有巨大的优势,但它们比目前的锂离子电池组要便宜得多。

令人意外的是,每个电池的动力使用的是核废料,把地球上最难处理的东西进行了再利用。它们使用石墨核反应堆部件,这些部件吸收了核燃料棒的辐射,本身就具有放射性。这些就是高级核废料,它经常被掩埋处理,由于半衰期很长,在数百万年的时间内都有危害。

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这种石墨富含碳-14放射性同位素,经过衰变变成氮,在这个过程中释放一个反中微子和一个电子。他们将石墨提纯后,用它来制造微小的碳-14金刚石。金刚石结构就像半导体和散热器一样,收集电荷并将其输送出去。将具有放射性的碳-14金刚石完全包裹起来的是一层廉价的、非放射性的、实验室制造的碳-12金刚石,它含有高能粒子,可以防止辐射泄漏,并充当一层超级坚硬的保护和防干扰层。

为了制造电池,需要将这种纳米金刚石材料的几层堆叠起来,并与一个微型集成电路板和一个小型超级电容器一起存储,以收集、存储和分配电荷。因此,你得到的实际上是一个形状像电的池微型发电机。这种电池在成本上具有竞争力,有时比目前的锂电池便宜得多。

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虽然使用核废料作为动力,但这款电池的辐射水平将低于人体自身产生的辐射水平,这使得它在各种应用中完全安全。在小范围内,它可能应用于像起搏器电池和其他电子植入物,这样将使佩戴者免于电量耗尽而需要进行替换手术。它们还可以直接放置在电路板上,为设备提供电力:例如将它放置于手机中,那么你将不用担心手机没电,在你手机的使用寿命中,你都不必给它充电。

它可以扩大到电动汽车的尺寸,在一个电池组中提供极好的功率密度,预计在这个应用中可以使用长达90年。如果电池的一部分失效,活跃的纳米金刚石可以回收一部分到另一个电池。毫无疑问,这组电池比汽车的寿命都还要长。

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该电池已经完成了概念验证,并准备在实验室中开始建造其商业原型。一款低能耗的商用版本预计将在两年内上市,而高性能版本预计将在五年内上市。假如结果真的和预想的一样,那么它将成为一种革命性的力量来源。这样的长寿命电池将从根本上挑战许多现代技术的一次性风气,每一块电池都是一种近乎取之不尽的绿色能源,无声无息地将核废料转化为有用的能源。

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