科學家揭示可由核廢料提供動力的電池

核電幾乎為零溫室氣體排放，但也有自己的問題，即放射性廢物.

一項新的研究提出了一種重新利用這些廢物的方法：為微電子電池供電。

美國的研究人員使用環境伽馬輻射由核廢料釋放出來，以產生足夠的能量來運行微芯片。這種功能目前僅限于小型傳感器，但該團隊認為它可以擴大規模。

“我們正在收獲一些被認為是廢物的東西，并且試圖將其轉化為寶藏，”說俄亥俄州立大學的核工程師 Raymond Cao。

目前，全球約 10% 的能源需求是以核電為界，這是我們傳統上依賴的化石燃料的替代品。如果科學家能夠利用它的廢物，它可能會成為一個更具吸引力的選擇。

核電池——將放射性衰變轉化為電能的裝置——一直在開發中幾十年，但該技術尚未實際可行。

在這里，電力是通過兩個階段產生的：首先，閃爍體晶體將輻射轉化為光，然后太陽能電池將這種光轉化為電能。原型電池的尺寸約為 4 立方厘米（0.24 立方英寸）。

當使用兩種放射源（銫 137 和鈷 60）進行測試時，這兩種放射性源都是核能的常見廢物裂變– 電池分別產生 288 納瓦和 1.5 微瓦。

“這些是功率輸出方面的突破性成果，”說Ibrahim Oksuz，俄亥俄州立大學的航空航天工程師。

“這個兩步過程仍處于初步階段，但下一步涉及使用放大結構產生更大的瓦特。”

這些電池將在產生核廢料的設施附近使用，而不是由公眾使用，但這里有可能安裝幾乎不需要維護的傳感器和監視器。

研究人員表示，電池本身可以安全觸摸并且不會污染周圍環境，盡管電源安裝后能持續多長時間仍然存在懸而未決的問題。

“閃爍體和光伏電池的抗輻射要求都很重要，應該成為從事該主題的研究人員研究的重點，”該團隊寫.

該技術有可能用于發現伽馬輻射的其他地方，例如在太空中.需要對這個原型進行重大升級，但研究人員相信基本想法是可行的。

在研究過程中，該團隊還就晶體和太陽能電池的配置如何影響轉化率和輸出取得了重要發現，這些發現可以用于未來的研究。

“核電池概念非常有前途，”說奧克蘇茲。

“仍有很大的改進空間，但我相信在未來，這種方法將在能源生產和傳感器行業為自己開辟一個重要的空間。”

該研究已發表在光學材料：X.

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