科學(xué)家揭示可由核廢料提供動力的電池

核電幾乎為零溫室氣體排放，但也有自己的問題，即放射性廢物.

一項(xiàng)新的研究提出了一種重新利用這些廢物的方法：為微電子電池供電。

美國的研究人員使用環(huán)境伽馬輻射由核廢料釋放出來，以產(chǎn)生足夠的能量來運(yùn)行微芯片。這種功能目前僅限于小型傳感器，但該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為它可以擴(kuò)大規(guī)模。

“我們正在收獲一些被認(rèn)為是廢物的東西，并且試圖將其轉(zhuǎn)化為寶藏，”說俄亥俄州立大學(xué)的核工程師 Raymond Cao。

目前，全球約 10% 的能源需求是以核電為界，這是我們傳統(tǒng)上依賴的化石燃料的替代品。如果科學(xué)家能夠利用它的廢物，它可能會成為一個(gè)更具吸引力的選擇。

核電池——將放射性衰變轉(zhuǎn)化為電能的裝置——一直在開發(fā)中幾十年，但該技術(shù)尚未實(shí)際可行。

在這里，電力是通過兩個(gè)階段產(chǎn)生的：首先，閃爍體晶體將輻射轉(zhuǎn)化為光，然后太陽能電池將這種光轉(zhuǎn)化為電能。原型電池的尺寸約為 4 立方厘米（0.24 立方英寸）。

當(dāng)使用兩種放射源（銫 137 和鈷 60）進(jìn)行測試時(shí)，這兩種放射性源都是核能的常見廢物裂變– 電池分別產(chǎn)生 288 納瓦和 1.5 微瓦。

“這些是功率輸出方面的突破性成果，”說Ibrahim Oksuz，俄亥俄州立大學(xué)的航空航天工程師。

“這個(gè)兩步過程仍處于初步階段，但下一步涉及使用放大結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大的瓦特。”

這些電池將在產(chǎn)生核廢料的設(shè)施附近使用，而不是由公眾使用，但這里有可能安裝幾乎不需要維護(hù)的傳感器和監(jiān)視器。

研究人員表示，電池本身可以安全觸摸并且不會污染周圍環(huán)境，盡管電源安裝后能持續(xù)多長時(shí)間仍然存在懸而未決的問題。

“閃爍體和光伏電池的抗輻射要求都很重要，應(yīng)該成為從事該主題的研究人員研究的重點(diǎn)，”該團(tuán)隊(duì)寫.

該技術(shù)有可能用于發(fā)現(xiàn)伽馬輻射的其他地方，例如在太空中.需要對這個(gè)原型進(jìn)行重大升級，但研究人員相信基本想法是可行的。

在研究過程中，該團(tuán)隊(duì)還就晶體和太陽能電池的配置如何影響轉(zhuǎn)化率和輸出取得了重要發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)可以用于未來的研究。

“核電池概念非常有前途，”說奧克蘇茲。

“仍有很大的改進(jìn)空間，但我相信在未來，這種方法將在能源生產(chǎn)和傳感器行業(yè)為自己開辟一個(gè)重要的空間?！?/p>

該研究已發(fā)表在光學(xué)材料：X.

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