中国再创奇迹,该技术全球仅我国拥有,现已正式列入“国家名片”

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在不久的未来,也许你的手机再也不用每天充电,电池能用一辈子,甚至传给下一代,一颗心脏起搏器装进身体后,永远不用担心没电。

而月球基地、火星探测器靠着一块小小的电池,就能几十年不间断地工作。

原本是科幻电影里才有的情节,但在中国科学家手里,这一切正在变成现实。

因为就在今年,中国接诞生了“烛龙一号”核电池,震惊了全世界。

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这不是普通的电池,而是用核能发电的“黑科技”,堪称中国高端制造业的又一张“国家名片”,而且全世界只有中国掌握了这项技术。

那么,这款核电池到底有多牛?

什么是核电池?有辐射吗?

核电池,简单来说,就是把放射性同位素的衰变能量转化成电能的小装置。

它的寿命长得吓人,理论上能用上千年,实际使用也能轻松撑个几十年。

比起现在常用的锂电池,它不仅续航能力逆天,还能在极端环境下稳如泰山。

更重要的是,它安全到可以放心用在人体里,甚至比晒太阳的辐射还低。

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这两款核电池的横空出世,让中国从能源技术的“追赶者”变成了“领跑者”,也让全球能源革命多了一道耀眼的中国光芒。

2025年3月9日,西北师范大学和无锡贝塔医药科技有限公司联手宣布,“烛龙一号”核电池正式问世。

这款电池的名字听起来就带着一股神秘的东方气息,灵感来自中国神话中的烛龙,睁眼为昼,闭眼为夜,象征着无尽的光明与能量。

而“烛龙一号”确实名副其实,它的核心秘密在于碳—14,一种半衰期长达5730年的放射性同位素。

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通俗点说,这种电池的“燃料”衰变得超级慢,理论上能供电几千年,实际设计寿命也有50年,性能衰减不到5%。

“烛龙一号”有多厉害?

它的能量密度高达2200毫瓦时/克,是普通锂电池的10倍以上。

换句话说,同样重量的电池,它能释放的能量是锂电池的十倍。

而且,它的能量转换效率突破了8%,短路电流282纳安,开路电压2.1伏,最大功率433纳瓦。

这些数字听起来可能有点抽象,但简单点讲,它就是个小巧的“能量怪兽”,能给低功耗设备提供源源不断的电力。

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更牛的是,“烛龙一号”简直是个“硬汉”。

不管是南极—100℃的冰天雪地,还是沙漠200℃的酷热,它都能稳稳当当工作。

抗辐射、抗电磁干扰的能力甚至超过了军用标准。

在太空真空环境里跑10年,它的性能衰减只有0.3%,而普通锂电池在同样的环境下,每年得掉15%的性能。

更让人放心的是,它的安全性超高,辐射剂量只有0.1微希沃特/小时,比自然环境里的辐射(0.2微希沃特/小时)还低。

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换句话说,站在“烛龙一号”旁边,比你晒太阳还安全。

研发团队用了碳化硅半导体,这种材料耐高温、耐腐蚀,简直是核电池的“完美搭档”。

他们还攻克了高比活度碳—14源的制备技术,让每克碳—14能释放更多能量。

这就像给电池装了个“超级引擎”,让它在小小的体积里爆发出惊人的能量。

成本上,碳—14比传统的钚—238便宜了20倍,彻底打破了核电池“高大上但烧钱”的魔咒。

“BV100”:硬币大小的能源奇迹

就在“烛龙一号”亮相前一年,2024年1月8日,北京贝塔伏特新能科技有限公司扔出了一颗“重磅炸弹”,BV100核电池。

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这款电池只有15×15×5毫米,跟个枣核差不多大,却能释放3伏电压、100微瓦功率,能量密度高达3300毫瓦时/克,比“烛龙一号”还高出一截。

它的核心是镍—63同位素,搭配第四代金刚石半导体,β粒子的能量收集效率高达98%,几乎把衰变能量“榨干”了。

BV100的寿命同样是50年,完全不用充电或维护,堪称“即插即用”的神器。

它能在—60℃到120℃的环境里正常工作,哪怕被枪打、被刺穿,也不会爆炸或泄漏辐射。

贝塔伏特还设计了模块化结构,多个电池单元可以像搭积木一样串联或并联,灵活组合成不同功率的电池组。

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比如,1克重的电池组就能储存3300毫瓦时的电量,相当于给你的设备装了个“迷你核电站”。

贝塔伏特的目标更大,他们计划2025年量产BV100,并在同年推出功率高达1瓦的第二代核电池,采用氘、钷—147、锶—90等同位素,寿命从2年到230年不等。

也许,未来你的手机可能装着一块硬币大小的核电池,永远不用插充电线。

从“两弹一星”到核电池:中国科技的传承

实际上关于核电池,很多人可能会觉得这是个新鲜玩意,其实它的历史可以追溯到上世纪。

1959年,美国人搞出了第一款放射性同位素电池,重达1.8公斤,跟个哑铃似的,谁会想背着它到处跑?

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后来,美国的阿波罗飞船用上了钚—238核电池,功率63瓦,但重量31公斤,寿命只有1年,造价还贵得离谱。

到了2021年,美国“好奇号”火星车上的核电池寿命延长到14年,但造价高达百万美元,普通人根本用不起。

中国核电池的突破,离不开几十年的技术积累。

20世纪50年代,中国在“一穷二白”的条件下启动“两弹一星”计划,硬是啃下了核技术的硬骨头。

如今,“烛龙一号”和“BV100”的成功,延续了这种自力更生的精神。

“烛龙一号”攻克了碳—14高纯度提纯(纯度达99.9997%)和碳化硅换能器件的技术难关,还自研了低能激光离子源实验平台。

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贝塔伏特则在金刚石半导体掺杂技术上实现突破,解决了β粒子能量收集的瓶颈。

这些技术细节听起来复杂,但归根结底,就是中国科学家用智慧和汗水,把核电池从“实验室玩具”变成了“民用神器”。

核电池的“超级舞台”:从医疗到深空

核电池的出现,就像给无数行业装上了“永动机”。

在医疗领域,心脏起搏器、人工耳蜗、脑机接口这些设备,最怕的就是电池没电。

一旦电量耗尽,患者就得再挨一刀换电池,风险和痛苦可想而知。

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有了核电池,一次手术就能用一辈子,彻底告别“开胸换电池”的烦恼。

在物联网领域,传感器网络的普及一直被电池寿命拖后腿。

偏远地区的环境监测站、深海的通信中继器,换一次电池的成本可能比设备本身还高。

“烛龙一号”和“BV100”能让这些设备几十年不用维护,助力“万物互联”从梦想变成现实。

航天领域更是核电池的“主场”。

传统的钚—238核电池虽然功率高,但造价昂贵,安全性也让人捏把汗。

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中国核电池成本低、安全性高,未来可以为月球基地、火星探测器,甚至飞出太阳系的深空探测器提供“千年续航”。

更让人期待的是,核电池还有望走进普通人的生活。

贝塔伏特计划把电池做到硬币大小,功率足够驱动低功耗的智能设备,比如智能手表、蓝牙耳机。

西北师范大学团队已经用“烛龙一号”驱动了蓝牙射频芯片和LED灯,点亮了35000次,连续运行4个月,性能依然保持稳定。

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下一个阶段,核电池可能让“电量焦虑”成为历史,你的手机、平板、无人机,都能一劳永逸地解决充电问题。

安全第一:核电池真的靠谱吗?

不过,核电池毕竟和“核”沾边,很多人第一印象就是有辐射,太危险。

其实不用担心,核电池跟核电站、核武器完全是两码事。

“烛龙一号”用的是碳—14,“BV100”用的是镍—63,这两种同位素的β粒子穿透力极弱,连一张A4纸都能挡住。

它们的辐射剂量远低于自然环境,甚至比你吃根香蕉(香蕉含微量钾—40,天然辐射源)的辐射还低。

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更别提,“烛龙一号”有碳化硅防护层,“BV100”有金刚石半导体保护,哪怕被砸、被烧,放射性物质也不会泄漏。

国家能源局已经开始制定核电池的民用标准,预计2027年出台。

这意味着,核电池进入家庭之前,会经过严格的安全测试和监管。

未来,你家里的智能门锁、温控器,甚至整个智能家居系统,可能都靠一块核电池默默供电,安全又省心。

中国制造的全球担当

“烛龙一号”和“BV100”的问世,不只是中国科技的胜利,也是对全球能源难题的回应。

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现在,全世界都在为“双碳”目标努力,核电池以零排放、超长寿命的特性,成了绿色能源的新星。

它不仅能减少电子废弃物,还能为偏远地区、发展中国家提供可靠的能源支持。

比如,非洲的偏远村庄、太平洋的小岛国,可能因为一块核电池,第一次用上稳定的电力。

中国还计划通过国际合作,把核电池技术分享给更多国家。

就像“华龙一号”核电技术出口到巴基斯坦、阿根廷一样,核电池有望成为中国科技“走出去”的新名片。

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西北师范大学和贝塔伏特都在加速技术迭代,目标是把核电池做得更小、更便宜。

贝塔伏特预计2025年量产,成本有望比普通锂电池还低,就像新能源汽车电池这几年降价90%一样,核电池的普及速度可能会比我们想象的更快。

未来已来:能源自由的曙光

回想过去,手机电池从镍镉到锂电池,续航从几天到一天,人类对能源的需求从未停止。

如今,核电池的出现,就像给科技插上了翅膀。

就像高铁让中国人的出行从“绿皮车”升级到“350公里时速”,核电池也将让我们的生活从“每天充电”迈向“永不断电”。

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这张“国家名片”不仅是中国科技的骄傲,也是人类对能源自由的共同追求。

核电池的光芒,就像神话中的烛龙,点亮了未来的希望。

或许有一天,当我们仰望星空,飞向宇宙深处的探测器,依然靠着中国制造的核电池,在黑暗中闪耀。

参考资料:甘肃省科学技术普及学会——科普|核能电池,小身体大能量!

白二娃.核能电池手机不用充电,能否迈入现实?[N].电脑报

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