不充电，可持续用2.8万年，核动力电池取得进展
近几十年来电子设备的发展速度远远超过了电池的发展速度 ， 很多的移动电子设备都少不了一根充电线 。手机就是我们最头疼的问题 。 而且还有很多的小型用电设备 ， 例如一些小台灯、夜灯、传感器也要经常连接电源 ， 电线拉的到处都是 ， 影响美观 。
但是没办法 ， 我们现在使用的锂电池要充电才能使用 ， 且寿命有限 。 频繁的更换会浪费资源、还污染环境 。所以一款不用充电 ， 且能持续放出电能的电池是整个社会迫切需要的 。 有了它你的办公桌、房间会变得整洁很多 。而且这样的电池更能加快新能源汽车的发展 ， 如果实现将为人类节省大量的能源 ， 甚至是摆脱至少一半的化石燃料的依赖 。
那么这种电池可能吗？不充电、持续放电？这不违反能量守恒了么？确实有点夸张了 ， 不过一个电池要是能够持续放电数万年 ， 这对人类来说就跟无限的能源是一样的 。 毕竟我们每个人的寿命也不过百岁 。一生买一个电池子孙后代、世世代代受益！这样的电池还确实能够实现 ， 虽然现在我们人类主要的能量来源是化学能 ， 但是上世纪我们还发现了一种释放能量更为高效、环保的能源就是核能 。
原子核的聚变和裂变的过程中会损失比化学反应更多的质量 ， 因此它会释放十分可观的能量 。 目前核能的应用主要用在民用发电领域 。而我们今天要说的“无限能源”的电池同样要依靠核能来实现 。 但并非是核聚变和裂变的反应方式 ， 而是通过原子核的放射衰变来获取电能 。美国加州的一家公司NDB宣布他们研发了一款不需要充电就能使用2.8万年的新型纳米金刚石电池 。
目前已经在实验室通过了测试 ， 获得了重大进展 ， 其收集电荷的效率已经达到了40% ， 比太阳能电池的15% - 20%更加高效 。这个收集电荷的过程其实就是这种核电池自行充电的过程 ， 它和太阳能电池有一些相似之处 。 光电效应大家都清楚吧 ， 就是特定频率的光照射到金属上 ， 可以让金属中原子最外层的电子获得足够的能量 ， 发生逃逸 。电子的逃逸就是放电的过程 。 太阳能电池就是在白天的时候 ， 通过收集光电效应产生的电荷 ， 来为电池充电 ， 到晚上然后放电就行照明 。
而这种新型核动力电池它收集的电子来自于放射性同位素的衰变 。 这种同位素就是我们熟知的碳-14 ， 原子核中有6个质子和8个中子 。这种原子核不稳定会自发的通过弱相互作用力发生衰变 ， 也就是原子核中其中一个中子通过释放一个电子和反电子中微子 ， 转变成为一个质子 。可以看到这个过程就会放出一个电子 ， 通过收集电子 ， 电池就可以自行充电了 。 跟太阳能电池有点像 ， 但不完全一样 。
碳-14这种东西在自然界含量不是很高 ， 只占到了所有碳储量的0.0000000001% ， 而且都存在于大气中 ， 因为自然界产生碳-14的过程都是来自宇宙高能射线撞击大气中的氮原子产生的 。然后这些碳-14又会自发经过上述过程衰变回氮-14 。 氮-14十分稳定 ， 不再具有放射性 。 所以大气中的碳-14经过以上的循环基本上会处在一个平衡的状态 。这时你可能会想 ， 碳-14这么稀少就算发明出这种核电池也会异常的珍贵 ， 根本没法实现普及 。 其实不用担心 ， 大自然的碳-14虽然少 ， 但是人类每时每刻都在大量的创造着碳-14 ， 而且一直把它当作废料 。
核电站在发生重元素裂变的过程中就会产生大量的中子 ， 而我们常会使用石墨来当作这些中子的 ， 石墨就是碳-12 ， 它在减慢中子速度的时候就会捕获中子转变为碳-14 。所以说-14十分的廉价 ， 这不用担心 。其次就是大家所担心的发射性问题 ， 毕竟你手里整天拿个放射性元素肯定是不安全的 。 这个问题也不用担心 。碳14在经历衰变以后会释放出电子 ， 这个电子就是我们常说的β粒子 ， 它确实具有比较强的电离辐射危害 。 但是在电池内部会经过非弹性散射将这些电子捕获储存起来 ， 这就减小了电子逃逸出来 。
而且这个电池的名字中还有纳米金刚石 ， 没错 ， 它是人造钻石 ， 是非常坚硬的物质 。 而且能够阻挡住一些没有被捕获 ， 试图溜出来的电子 。NDB公司表示 ， 这样的核电池对人体的放射性危害 ， 甚至会比手机等一些电子设备还要安全 。这样的电池相比于锂离子电池来说能量密度更高 ， 而且没有充电的烦恼 ， 基本可以上寿命是无限的28000年 。因为碳14的半衰期为5730年 ， 也就是过上5000多年一块纳米金刚石电池的效率才会减小一半 ， 随着电压的降低 ， 它也可以为其他一些低用电设备供电 。
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