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英国开发世界首个碳14金刚石电池

先进能源科技战略情报研究中心 · 公众号 · 科技自媒体科技创业 · 2025-02-10 17:36

主要观点总结

英国原子能管理局和布里斯托大学的科学家成功制造了世界上第一个碳14金刚石电池。该电池利用碳14的放射性衰变产生电力，可供应数千年的能源。其工作原理类似于太阳能电池板，但捕获的是快速移动的电子。碳14金刚石电池有望在医疗、地球和太空极端环境中实现应用，减少更换电池的频率和成本。

关键观点总结

关键观点1: 碳14金刚石电池的成功制造

英国科学家成功制造了世界上第一个碳14金刚石电池，利用碳14的放射性衰变产生电力，为设备提供数千年的能源。

关键观点2: 碳14金刚石电池的工作原理

碳14金刚石电池利用碳14的放射性衰变来产生电力，通过捕获金刚石结构内部快速移动的电子，以安全、可持续的方式提供微瓦级电力。

关键观点3: 碳14金刚石电池的未来应用

碳14金刚石电池有望在医疗、地球和太空极端环境中实现应用。在医疗领域，可用于眼部植入物、助听器和心脏起搏器等设备；在地球和太空极端环境中，可为有源射频设备供电，降低运维成本。

关键观点4: 碳14金刚石电池的前期研究

布里斯托大学早在2016年就开始研究碳14金刚石电池的相关技术。在2020年，该校团队开始尝试从退役核电站回收的放射性石墨中提取碳14同位素用于金刚石电池开发。

正文

12月4日，英国原子能管理局（UKAEA）和英国布里斯托大学的科学家和工程师成功制造了世界上第一个碳14金刚石电池。该新型池电利用放射性同位素碳14（以用于放射性碳测年而闻名）制得，可以为设备提供数千年的电力，或成为一种超持久的能源供应载体，以实现在民用、军用和太空发电中的广泛应用。

1、碳14金刚石电池工作原理

碳14金刚石电池的工作原理是利用碳14的放射性衰变（半衰期为5700年）来产生电力。其功能类似于太阳能电池板，将光转化为电能，但不是使用光粒子（光子），而是从金刚石结构内部捕获快速移动的电子，以一种安全、可持续的方式来提供持续的微瓦级电力。

2、碳14金刚石电池未来应用场景

碳14金刚石电池有望实现颠覆性应用，例如生物兼容金刚石电池可用于眼部植入物、助听器和心脏起搏器等医疗设备，最大限度地减少更换电池对病人造成的痛苦。此外，金刚石电池还可用于地球和太空极端环境，在这些环境中，更换传统电池是不现实的。而这种碳14金刚石电池可以为有源射频（RF）设备供电，长期持续对地球或太空中的设备（如载荷设备或航天器）进行识别和跟踪，且跟踪时间长达几十年，从而实现运维成本的降低和运行寿命的延长。

3、碳14金刚石电池前期研究基础

早在2016年，布里斯托大学研究团队培育出一种人造钻石（金刚石），将其置于放射性场中时，能够产生小电流。这种发电技术与大多数发电技术使用磁铁通过线圈产生电流不同，人造金刚石只需放置在放射源附近即可产生电荷，这一发电过程不涉及任何活动部件，不产生排放，也不需要维护。通过将放射性物质封装在金刚石中，能有效解决核废料利用、清洁发电和电池寿命等系列。2020年该校首席研究员Tom Scott教授团队开始尝试从退役核电站回收的放射性石墨中提取半衰期为5700年的碳14同位素用于金刚石电池开发，以实现超持久的电力供应。

（汤匀）

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