英国开发世界首个碳14金刚石电池

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12月4日，英国原子能管理局（UKAEA）和英国布里斯托大学的科学家和工程师成功制造了世界上第一个碳14金刚石电池。该新型池电利用放射性同位素碳14（以用于放射性碳测年而闻名）制得，可以为设备提供数千年的电力，或成为一种超持久的能源供应载体，以实现在民用、军用和太空发电中的广泛应用。

 

1、碳14金刚石电池工作原理

碳14金刚石电池的工作原理是利用碳14的放射性衰变（半衰期为5700年）来产生电力。其功能类似于太阳能电池板，将光转化为电能，但不是使用光粒子（光子），而是从金刚石结构内部捕获快速移动的电子，以一种安全、可持续的方式来提供持续的微瓦级电力。

 

2、碳14金刚石电池未来应用场景

碳14金刚石电池有望实现颠覆性应用，例如生物兼容金刚石电池可用于眼部植入物、助听器和心脏起搏器等医疗设备，最大限度地减少更换电池对病人造成的痛苦。此外，金刚石电池还可用于地球和太空极端环境，在这些环境中，更换传统电池是不现实的。而这种碳14金刚石电池可以为有源射频（RF）设备供电，长期持续对地球或太空中的设备（如载荷设备或航天器）进行识别和跟踪，且跟踪时间长达几十年，从而实现运维成本的降低和运行寿命的延长。

 

3、碳14金刚石电池前期研究基础

早在2016年，布里斯托大学研究团队培育出一种人造钻石（金刚石），将其置于放射性场中时，能够产生小电流。这种发电技术与大多数发电技术使用磁铁通过线圈产生电流不同，人造金刚石只需放置在放射源附近即可产生电荷，这一发电过程不涉及任何活动部件，不产生排放，也不需要维护。通过将放射性物质封装在金刚石中，能有效解决核废料利用、清洁发电和电池寿命等系列。2020年该校首席研究员Tom Scott教授团队开始尝试从退役核电站回收的放射性石墨中提取半衰期为5700年的碳14同位素用于金刚石电池开发，以实现超持久的电力供应。

来源丨先进能源科技战略情报研究中心

2025年3月4日 13:22
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