一次能用数千年的电池你见过吗?
3月9日,世界上首款实用化碳-14的核电池“烛龙一号”原型机发布。
这块电池很特殊。
虽然没有轰鸣的动力,却能持续供电长达半个世纪,还能在-100℃至200℃的极端温度下实现稳定工作,无敌到了极点了。
那么问题来了,该电池到底有何等“乾坤”,又是如何维持“千年不衰”的呢?
它的名字来自《山海经》,那是一条睁眼为昼、闭眼为夜的神兽。
而之所以取这个名字,也是希望它能像烛龙一样,为人类的探索之路永远照亮。
这个重量不足10克的装置,发布前已在实验室经历了严苛考验。
在-100℃的低温舱里,它驱动的传感器正常传回数据,在200℃的高温炉旁,连接的LED灯依旧稳定闪烁。
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更惊人的是,自测试启动以来,它已连续工作近4个月,累计让LED灯闪烁超过3.5万次,中途未中断过一秒。
国际核能专家对此直呼不可思议。
要知道,此前全球范围内的微型核电池,不是因体积过大难以应用,就是因辐射超标被限制在实验室。
而“烛龙一号”的横空出世,第一次让核电池从概念真正走向实用。
这张中国新名片,刚亮相就站上了全球技术的顶端。
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在西北师范大学的实验室里,科研人员展示了一组对比实验。
同样重量的锂电池与“烛龙一号”,前者在驱动微型传感器时,3天就耗尽电量,后者却在连续工作120天后,电量显示仍近乎满格。
这种耐力源于它的核心碳-14。
这种自然界存在的同位素,半衰期长达5730年,意味着即便再过千年,它的能量也只衰减一半。
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研发团队给它设定的工作年限是50年,期间性能衰减不超过5%,这意味着一台搭载它的心脏起搏器,能陪患者走完一生。
更颠覆认知的是它的适应力。
2024年冬,科研人员将其装进特制容器,放入南极科考站的冰窖中。
零下89℃的环境里,传统锂电池早已冻成冰块,但“烛龙一号”驱动的温度探测器,每天准时向国内传回数据。
而在新疆火焰山的高温测试中,它在地表70℃的环境下,仍能稳定为监测设备供电。
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而能量密度方面,更是让人叹为观止。
2200mWh/g的数值,是当前主流锂电池的10倍。
这是什么概念?用最直白的话来讲,如果用它给智能手机供电,一次充电就能用10年。
这种硬核性能,让能源领域的续航焦虑成为了过去式。
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上世纪60年代起,美国就开始研究核电池,却始终迈不过体积和成本两道坎。
而俄罗斯的尝试则卡在了安全上。
2010年,其研发的钋-210核电池因辐射泄漏,导致3名研究员住院,最终只能放弃民用探索。
可“烛龙一号”不一样,它通过多层纳米复合材料包裹碳-14,既挡住了辐射,又不影响电荷流通。
有消息称吗,其测试显示的辐射量,比坐飞机时接受的宇宙射线还低。
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成本更是中国技术的杀手锏。
众所周知,碳-14的原料成本仅为钚-238的1/20,加上西北师大团队研发的自动化提纯技术,让“烛龙一号”的量产成为可能。
这也是为什么当中国宣布技术突破时,有消息称美国能源部紧急召开了三次研讨会。
他们没想到,被垄断半个世纪的技术,竟被中国团队用更经济、更安全的方式攻克了。
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在上海瑞金医院的心脏内科病房,一名78岁的大爷刚做完心脏起搏器更换手术。
这是第三次了,他摸着胸口叹气,每次手术都像闯一次鬼门关。
传统起搏器的电池寿命只有5-10年,全球每年有超过10万患者因更换电池承受手术风险。
而“烛龙一号”的出现,让这一切有了新可能。
50年的续航意味着患者一生无需再手术,这不仅是技术突破,更是对生命的尊重。
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让他在更远的地方,它的价值同样不可替代。
2024年,我国深海一号探测器在马里亚纳海沟失联,原因是传统电池在高压低温下突然失效。
如果换成“烛龙一号”,这种情况发生的概率就能大大降低。
而这一切的一切,都要归功于那些兢兢业业的中国科学家们。
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最难的时候,整个团队三天三夜没出实验室。
项目教授的办公桌上,摆着一叠泛黄的实验记录,其中一页写着2018年的某个深夜,能量转换率仅2.3%,材料稳定性测试失败第17次。
那是研发最艰难的阶段。
碳-14的提纯精度始终达不到要求,换能器件的能量转换率卡在3%以下,远低于实用标准。
团队里的年轻研究员记得,为了测试材料耐高温性,他曾连续一周守在高温炉旁,每小时记录一次数据,直到烫伤了手背才被同事强行拉走。
转机出现在2021年。
无锡贝塔医药带来了他们在放射性同位素封装上的独家技术,与西北师大的碳化硅材料技术结合,像两把钥匙打开了难题的锁。
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当2024年第一次测出8%的能量转换率时,实验室里爆发出的欢呼声,惊动了整栋教学楼。
那一刻,所有的坚守都有了答案。
“烛龙一号”只是起点。
在无锡贝塔的生产车间,工程师们正在调试烛龙二号的生产线。
这款计划年底完成测试的新产品,体积将缩小到原来的1/3,成本降低40%,还能支持更高功率的脉冲放电。
未来,你的智能手表可能一辈子不用充电,偏远山区的信号塔、森林里的火灾传感器,都能靠它长久运转。
更令人期待的是碳-14同位素闭式循环体系的构建,通过回收利用核反应后的材料,进一步降低成本,让核电池从高精尖走向大众化。
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从神话中烛龙衔火照昆仑的想象,到今天实验室里持续闪烁的LED灯,中国人用十年时间,将永恒能源的梦想照进现实。
“烛龙一号”的意义,不仅在于打破技术垄断,更在于证明,当一个国家的科研人员愿意沉下心来啃硬骨头,就没有翻不过的山、跨不过的坎。
或许在不久的将来,当我们的探测器飞出太阳系,当心脏病患者不再为手术发愁,当偏远地区的孩子能随时连上网络时,我们会想起2025年那个春天。
一群中国科学家,用一颗小小的核电池,为人类的未来点亮了一盏长明之灯。
而这,正是中国科技最动人的模样。
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