核电池要来了?美国投了2000万,专门搞这种能在深海、外太空长时间运行的核动力光伏电池

最近听说核电池要来了?美国投了2000万,专门搞这种能在深海、外太空长时间运行的核动力光伏电池。 美国趣味工程网(Interesting Engineering)报道,密苏里大学的团队在研究把放射性转成电的技术。这种微型电池不用充电,就把核辐射直接变成了电。跟太阳能电池不一样,它靠放射性物质释放的带电粒子来发电。这样一来,没有阳光或者环境恶劣的地方也能用,特别适合浮标、航天器和远程传感器这些地方。 项目一共花了280万美元(约1935万元),是美国国防部高级研究计划局(DARPA)“辐射到瓦特”(Rads to Watts)计划给的支持。研究人员想让每公斤质量产生10瓦的电,比现在的光伏系统功率密度高很多。 其实核电池也叫原子电池或者放射性同位素电池,是用放射性物质衰变放出的能量发电的。它不会像核电站那样有核裂变或者核聚变那种致命辐射,处理起来也简单多了。比如心脏起搏器里的核电池只要密封好,对人就没有伤害。 这种电池的好处是不受温度、压力和电磁场的影响,能稳定运行几十年。1956年美国就开始搞“核辅助动力系统计划”,1961年成功发射了带放射性同位素热电发电器(RTG)的导航卫星。中国和俄罗斯也在做这个技术开发。过去六十年里,核电池被用在军事卫星、水下监听器和偏远的导航气象设施上,效果都不错。 不过现在的问题是转换效率太低了,就算技术最成熟的RTG,效率也只有5%到10%。造价贵不说还有放射性污染的问题。 密苏里大学这次想用氧化镓这种材料来做器件。它比传统材料抗辐射能力强得多,能提高效率和寿命。托莱多大学在搞模拟研究给这个项目指导方向。宾夕法尼亚州立大学、休斯顿大学、海军研究实验室都参与进来了,大家一起合作推动这项技术走向实际应用。 这次DARPA发起的“辐射到瓦特”竞赛就是要探索怎么把核辐射变成电能。不管是自然衰变的还是反应堆发射的辐射源都能用得上,目标是做出千瓦级的高功率电能输出技术。(来源:Interesting Engineering、科技日报、EE Times;整理:Penn)