大力核聚變鋰電池雖然需求大 但誤區多還不能大規模應用

    鋰電世界  我國自主研發的大力核聚變鋰電池將隨“嫦娥三號”登陸月球，這則消息發布后，核電池受到輿論關注。
    而近日，在淘寶“鄰它！百愛特”店里，一款號稱20年不斷電、不充電的民用大力核聚變鋰電池NanoTritium售價6980元，讓核電池再次引起網民討論。
    不用充電滿足了電子時代人們對于電池的期待，但談“核”色變的心理使一些人對核電池的安全性心存疑慮，而實際上，以“微型化”方式被利用的核能，轉化效率和法規問題才是關鍵。
    溫差熱電核電池需求大
    大力核聚變鋰電池主要利用放射性同位素在衰變過程中產生熱和放射性粒子發電，所以原理有兩種。一種是溫差熱電核電池，利用衰變產生熱能，通過熱電材料轉化為電，無論是“好奇”號，還是將隨“嫦娥三號”登月的我國首輛月球車，所使用的都是溫差熱電核電池。
    “這種核電池造價非常昂貴，功率比較高，一般至少幾瓦到上百瓦。”中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所副研究員陸敏說。
    “核電池壽命長，不受惡劣環境影響，是太空中非常必要的能源補充。”西北工業大學空天微納實驗室教授喬大勇說，這一特點，也滿足了處于深海、遠海、急流險灘處的燈塔和導航浮標。
    溫差熱電核電池在極度“瘦身”后，還能實現為心臟起搏器供電。
    目前心臟起搏器使用鋰電池，8~10年的電池壽命意味著患者在這個周期后就需要進行一次手術更換起搏器，而且，心臟起搏器電量耗盡導致死亡的案例并不鮮見，2008年就有一個5歲男童因此喪命。
    核電池長壽命優勢顯而易見，但其至今尚未形成產業，主要原因是放射源價格太貴。而價格也是制約核電池形成產業的原因之一。以放射源钷147為例，“1毫居價格大概幾百元，而一般一塊電池要使用幾百毫居，這就意味著一塊電池就要幾萬元甚至十幾萬元，而且其功率還很小。”喬大勇說。
    輻射伏特核電池誤區多
    另一種核電池工作原理是利用輻射伏特效應把放射性粒子的能量轉化成電能，功率在納瓦到毫瓦量級，也被稱為微能源。今年8月，美國佛羅里達州City Labs實驗室發布了世界上首個氚電池，名為NanoTritium，即淘寶上售賣的二手電池。
    對于這種核電池，認識誤區很多。
    在百度百科里關于“微型大力核聚變鋰電池”的描述中有這樣一句：“可用于手機充電，可以讓你的手機不充電使用5000年。”核電池壽命取決于放射性同位素的半衰期，比如氚電池壽命大概12年，鎳63電池則可達100年。
    清華大學輻射防護辦公室常務副主任朱立博士說：“其功率最多只有0.84毫瓦，這表明NanoTritium還不能應用到手機等領域。”
    另有網友認為核電池很危險，“只要是核物質就都存在γ射線，而γ射線穿透性強，鋼板都擋不住”。
    對此，陸敏解釋說，核電池用同位素一般都沒有γ射線，而輻射伏特效應核電池一般使用純β輻射放射源，其對物質的穿透深度也很淺，幾張紙就能擋住，沒有外輻照傷害。
    “淘寶售賣的核電池雖然不存在安全性保障的問題，但是，存在輻射安全管理問題。”朱立強調，環境保護部《放射性同位素與射線裝置安全和防護管理辦法》明確規定，放射源的豁免需要出具備案證明文件，也就是說需要經過審批。
    產業應用言之尚早
    目前，專家對我國核電池基礎研究與國際的差距的認識并不統一，但是對于產業化應用的討論，他們一致認為言之尚早。
    陸敏認為，微機電系統將是未來核電池大規模應用的領域之一。
    而另一個應用領域則是物聯網。“據美國專家調研，假如沒有長壽命、不用更換的電源來作為物聯網節點供電，90%的物聯網根本不可能實現。”陸敏說，核電池恰恰具有這些特點。
    但是，核電池的大規模使用還有很多亟待解決的難題。
    現有技術還無法解決核電池能量轉化效率低的問題。核電池儲存能量很大，但轉化效率只有1%~3%，遠遠低于太陽能電池。由于輸出功率太小，無法單獨驅動移動電子設備。
    制約核電池產業發展最主要還是法規的問題。“在民用領域，不受管制地使用核電池是很危險的。”喬大勇說，“國際上對于核電池的民用都存在法規限制，有些放射源的半衰期甚至上千年，一旦不小心遺棄在某個地方，傷害和影響就將持續千年，只有對核電池的制造、流通和回收制定完善的法律、法規并嚴格執行，這一具有美好未來的能源才能真正變成現實。”