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韓國科學(xué)家正在研發(fā)一種由放射性碳驅(qū)動(dòng)的微型核電池，未來或可實(shí)現(xiàn)手機(jī)永不充電、心臟起搏器終生使用。與鋰離子電池不同，這種電池利用β輻射觸發(fā)電子雪崩發(fā)電，既環(huán)保又持久。 目前，鋰離子電池存在續(xù)航短、性能衰減和環(huán)境污染等問題。為此，韓國大邱慶北科學(xué)技術(shù)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了放射性碳核電池。放射性碳是核電站的副產(chǎn)品，成本低且安全，其β射線可被鋁箔屏蔽，衰變緩慢，理論壽命達(dá)數(shù)千年。 為顯著提升新設(shè)計(jì)的能效，研究團(tuán)隊(duì)采用二氧化鈦基半導(dǎo)體（太陽能電池常用材料）與釕基染料復(fù)合，并通過檸檬酸處理強(qiáng)化二者結(jié)合。當(dāng)放射性碳釋放的β射線撞擊處理后的染料時(shí)，會(huì)引發(fā)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)鏈（即電子雪崩），隨后雪崩效應(yīng)經(jīng)染料傳遞，二氧化鈦層高效收集產(chǎn)生的電子。 新型電池還在染料敏化陽極和陰極中均加入放射性碳。通過雙電極放射處理，研究人員增加了β射線生成量，并減少了電極間輻射能量損耗。原型測(cè)試顯示，新型電池能量轉(zhuǎn)換效率從0.48%提升至2.86%。 盡管當(dāng)前效率仍低于鋰電，但優(yōu)化β射線發(fā)射器和吸收材料后，其性能有望進(jìn)一步提高。這種電池可應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、無人機(jī)等領(lǐng)域，例如免更換的心臟起搏器。 《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
