不充電可用2.8萬年!核動力電池取得進展,充電將成為歷史?

近幾十年來電子設備的發展速度遠遠超過了電池的發展速度，很多的移動電子設備都少不了一根充電線。

手機就是我們最頭疼的問題。而且還有很多的小型用電設備，例如一些小檯燈、夜燈、傳感器也要經常連接電源，電線拉的到處都是，影響美觀。

但是沒辦法，我們現在使用的鋰電池要充電才能使用，且壽命有限。頻繁的更換會浪費資源、還汙染環境。

所以一款不用充電，且能持續放出電能的電池是整個社會迫切需要的。有了它你的辦公桌、房間會變得整潔很多。

而且這樣的電池更能加快新能源汽車的發展，如果實現將為人類節省大量的能源，甚至是擺脫至少一半的化石燃料的依賴。

那麼這種電池可能嗎？不充電、持續放電？這不違反能量守恆了麼？

確實有點誇張了，不過一個電池要是能夠持續放電數萬年，這對人類來說就跟無限的能源是一樣的。畢竟我們每個人的壽命也不過百歲。

一生買一個電池子孫後代、世世代代受益！

這樣的電池還確實能夠實現，雖然現在我們人類主要的能量來源是化學能，但是上世紀我們還發現了一種釋放能量更為高效、環保的能源就是核能。

原子核的聚變和裂變的過程中會損失比化學反應更多的質量，因此它會釋放十分可觀的能量。目前核能的應用主要用在民用發電領域。

而我們今天要說的「無限能源」的電池同樣要依靠核能來實現。但並非是核聚變和裂變的反應方式，而是通過原子核的放射衰變來獲取電能。

美國加州的一家公司NDB宣布他們研發了一款不需要充電就能使用2.8萬年的新型納米金剛石電池。

目前已經在實驗室通過了測試，獲得了重大進展，其收集電荷的效率已經達到了40%，比太陽能電池的15% - 20%更加高效。

這個收集電荷的過程其實就是這種核電池自行充電的過程，它和太陽能電池有一些相似之處。光電效應大家都清楚吧，就是特定頻率的光照射到金屬上，可以讓金屬中原子最外層的電子獲得足夠的能量，發生逃逸。

電子的逃逸就是放電的過程。太陽能電池就是在白天的時候，通過收集光電效應產生的電荷，來為電池充電，到晚上然後放電就行照明。

而這種新型核動力電池它收集的電子來自於放射性同位素的衰變。這種同位素就是我們熟知的碳-14，原子核中有6個質子和8個中子。

這種原子核不穩定會自發的通過弱相互作用力發生衰變，也就是原子核中其中一個中子通過釋放一個電子和反電子中微子，轉變成為一個質子。

可以看到這個過程就會放出一個電子，通過收集電子，電池就可以自行充電了。跟太陽能電池有點像，但不完全一樣。

碳-14這種東西在自然界含量不是很高，只佔到了所有碳儲量的0.0000000001%，而且都存在於大氣中，因為自然界產生碳-14的過程都是來自宇宙高能射線撞擊大氣中的氮原子產生的。

然後這些碳-14又會自發經過上述過程衰變回氮-14。氮-14十分穩定，不再具有放射性。所以大氣中的碳-14經過以上的循環基本上會處在一個平衡的狀態。

這時你可能會想，碳-14這麼稀少就算發明出這種核電池也會異常的珍貴，根本沒法實現普及。其實不用擔心，大自然的碳-14雖然少，但是人類每時每刻都在大量的創造著碳-14，而且一直把它當作廢料。

核電站在發生重元素裂變的過程中就會產生大量的中子，而我們常會使用石墨來當作這些中子的，石墨就是碳-12，它在減慢中子速度的時候就會捕獲中子轉變為碳-14。

所以說-14十分的廉價，這不用擔心。

其次就是大家所擔心的發射性問題，畢竟你手裡整天拿個放射性元素肯定是不安全的。這個問題也不用擔心。

碳14在經歷衰變以後會釋放出電子，這個電子就是我們常說的β粒子，它確實具有比較強的電離輻射危害。但是在電池內部會經過非彈性散射將這些電子捕獲儲存起來，這就大大減小了電子逃逸出來。

而且這個電池的名字中還有納米金剛石，沒錯，它是人造鑽石，是非常堅硬的物質。而且能夠阻擋住一些沒有被捕獲，試圖溜出來的電子。

NDB公司表示，這樣的核電池對人體的放射性危害，甚至會比手機等一些電子設備還要安全。

這樣的電池相比於鋰離子電池來說能量密度更高，而且沒有充電的煩惱，基本可以上壽命是無限的28000年。

因為碳14的半衰期為5730年，也就是過上5000多年一塊納米金剛石電池的效率才會減小一半，隨著電壓的降低，它也可以為其他一些低用電設備供電。

因此能使用28000年完全不在話下。

8月25日，NDB公司宣布，它已經在加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和劍橋大學卡文迪什實驗室完成了兩項概念驗證測試。

該公司在一份新聞稿中表示，第一款NDB商用原型電池將於今年晚些時候上市。

目前，已經安排好了首批客戶，其中包括一家航空航天公司和核燃料循環產品領域的領軍企業。

未來這樣的電池民用，走進千家萬戶也是指日可待。