本報蘭州訊(新甘肅·甘肅日報記者蘇家英)由無錫貝塔醫藥科技有限公司聯合西北師范大學科研團隊研制的碳-14核電池原型機“燭龍一號”于近日發布。這是我國首款碳-14核電池,也是全球首款基于碳化硅半導體材料及高比活度碳-14核電池,從核心材料研發到換能器件制造擁有完全自主知識產權。該成果的發布,標志著我國在核能技術領域與微型核電池領域取得重大突破。
碳-14核電池“燭龍一號”研制過程中,西北師大科研團隊和貝塔醫藥整合技術和資源優勢,聯合開展技術攻關,攻克了高比活度碳-14源制備、解決了碳化硅換能器件能量轉換率低且穩定性差等關鍵技術難題。
據了解,碳-14同位素半衰期長達5730年,碳-14核電池理論上有著長達數千年的超長壽命,還有-100℃至200℃極端溫度適應性、2200mWh/g超高能量密度、50年設計壽命小于5%的性能衰減率。同時,支持毫瓦級脈沖放電及能量智能管理,可適配不同場景需求。
目前,搭載碳-14核電池“燭龍一號”的LED燈已持續工作近4個月,累計超過35000次脈沖閃爍,證明該核電池運行持久且穩定。經中國科學院合肥物質科學研究院的測試,碳-14核電池“燭龍一號”核心技術指標國際領先。
西北師范大學碳-14核電池項目團隊負責人蘇茂根教授認為,該成果具有廣闊產業化應用前景,在醫療領域,可為腦機接口、心臟起搏器等植入式設備提供永久能源;在物聯網領域,可支撐萬億級傳感器網絡;在海洋深處、南極北極以及月球、火星等極端環境,可作為無須維護保養的持續供電電池;在宇宙深空探測領域,可助力深空探測器儀器儀表持續工作。
碳-14核電池“燭龍一號”的成功研制,充分驗證了三個科學問題,即碳-14放射源制備核電池專用高比活度放射源的可行性;利用輻射伏特效應進行碳-14能量轉換的可行性;利用碳-14核電池進行能量存儲與脈沖放電的可行性。在此基礎上,下一代“燭龍二號”的研制已提上日程,將著力實現碳-14核電池的小型化,持續提高安全性。