大力核聚變鋰電池將隨“嫦娥三號(hào)”登陸月球

    鋰電世界  

    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(chǎn)生熱和放射性粒子發(fā)電，所以原理有兩種。一種是溫差熱電核電池，利用衰變產(chǎn)生熱能，通過熱電材料轉(zhuǎn)化為電，無論是“好奇”號(hào)，還是將隨“嫦娥三號(hào)”登月的我國(guó)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(jià)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(shù)與納米仿生研究所副研究員陸敏說。
    “核電池壽命長(zhǎng)，不受惡劣環(huán)境影響，是太空中非常必要的能源補(bǔ)充。”西北工業(yè)大學(xué)空天微納實(shí)驗(yàn)室教授喬大勇說，這一特點(diǎn)，也滿足了處于深海、遠(yuǎn)海、急流險(xiǎn)灘處的燈塔和導(dǎo)航浮標(biāo)。
    溫差熱電核電池在極度“瘦身”后，還能實(shí)現(xiàn)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(gè)周期后就需要進(jìn)行一次手術(shù)更換起搏器，而且，心臟起搏器電量耗盡導(dǎo)致死亡的案例并不鮮見，2008年就有一個(gè)5歲男童因此喪命。
    核電池長(zhǎng)壽命優(yōu)勢(shì)顯而易見，但其至今尚未形成產(chǎn)業(yè)，主要原因是放射源價(jià)格太貴。而價(jià)格也是制約核電池形成產(chǎn)業(yè)的原因之一。以放射源钷147為例，“1毫居價(jià)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(qū)多
    另一種核電池工作原理是利用輻射伏特效應(yīng)把放射性粒子的能量轉(zhuǎn)化成電能，功率在納瓦到毫瓦量級(jí)，也被稱為微能源。今年8月，美國(guó)佛羅里達(dá)州City Labs實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了世界上首個(gè)氚電池，名為NanoTritium，即淘寶上售賣的二手電池。
    對(duì)于這種核電池，認(rèn)識(shí)誤區(qū)很多。
    在百度百科里關(guān)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(jī)充電，可以讓你的手機(jī)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(dá)100年。
    清華大學(xué)輻射防護(hù)辦公室常務(wù)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(yīng)用到手機(jī)等領(lǐng)域。”
    另有網(wǎng)友認(rèn)為核電池很危險(xiǎn)，“只要是核物質(zhì)就都存在γ射線，而γ射線穿透性強(qiáng)，鋼板都擋不住”。
    對(duì)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(yīng)核電池一般使用純?chǔ)螺椛浞派湓矗鋵?duì)物質(zhì)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(qiáng)調(diào)，環(huán)境保護(hù)部《放射性同位素與射線裝置安全和防護(hù)管理辦法》明確規(guī)定，放射源的豁免需要出具備案證明文件，也就是說需要經(jīng)過審批。

    我國(guó)自主研發(fā)的大力核聚變鋰電池將隨“嫦娥三號(hào)”登陸月球，這則消息發(fā)布后，核電池受到輿論關(guān)注。
    而近日，在淘寶“鄰它！百愛特”店里，一款號(hào)稱20年不斷電、不充電的民用大力核聚變鋰電池NanoTritium售價(jià)6980元，讓核電池再次引起網(wǎng)民討論。
    不用充電滿足了電子時(shí)代人們對(duì)于電池的期待，但談“核”色變的心理使一些人對(duì)核電池的安全性心存疑慮，而實(shí)際上，以“微型化”方式被利用的核能，轉(zhuǎn)化效率和法規(guī)問題才是關(guān)鍵。

    產(chǎn)業(yè)應(yīng)用言之尚早
    目前，專家對(duì)我國(guó)核電池基礎(chǔ)研究與國(guó)際的差距的認(rèn)識(shí)并不統(tǒng)一，但是對(duì)于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的討論，他們一致認(rèn)為言之尚早。
    陸敏認(rèn)為，微機(jī)電系統(tǒng)將是未來核電池大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域之一。
    而另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域則是物聯(lián)網(wǎng)。“據(jù)美國(guó)專家調(diào)研，假如沒有長(zhǎng)壽命、不用更換的電源來作為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)供電，90%的物聯(lián)網(wǎng)根本不可能實(shí)現(xiàn)。”陸敏說，核電池恰恰具有這些特點(diǎn)。
    但是，核電池的大規(guī)模使用還有很多亟待解決的難題。
    現(xiàn)有技術(shù)還無法解決核電池能量轉(zhuǎn)化效率低的問題。核電池儲(chǔ)存能量很大，但轉(zhuǎn)化效率只有1%~3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于太陽能電池。由于輸出功率太小，無法單獨(dú)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)電子設(shè)備。
    制約核電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展最主要還是法規(guī)的問題。“在民用領(lǐng)域，不受管制地使用核電池是很危險(xiǎn)的。”喬大勇說，“國(guó)際上對(duì)于核電池的民用都存在法規(guī)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(gè)地方，傷害和影響就將持續(xù)千年，只有對(duì)核電池的制造、流通和回收制定完善的法律、法規(guī)并嚴(yán)格執(zhí)行，這一具有美好未來的能源才能真正變成現(xiàn)實(shí)。”