镅被嵌入一種特殊的晶體中，將其能量轉化為可用形式。(代表性圖片)

研究人員發明了一種前所未有的高效核電池：效率提高了 8,000 倍。中國蘇州大學研究團隊開發的這種電池利用了放射性衰變的能量，這是核廢料產生的一個過程。

研究人員在研究中表示：“微核電池利用放射性同位素的放射性衰變產生的能量，小規模地產生電能，通常在納瓦或微瓦范圍內。”

他們指出，放射性衰變過程不受溫度、壓力和磁場等環境因素的影響。

“在傳統電池不切實際或難以替代的情況下，它使微核電池成為一種持久可靠的電源。”

這一發展使我們更接近微型電源可以運行數十年而無需充電的未來。

創新設計

值得注意的是，利用放射性衰變制造長壽命電池的概念已經吸引了科學家超過一百年的時間。然而，低效率此前限制了它們的實際應用。

這種創新的電池設計基于材料的戰略組合。該團隊利用了镅，一種通常被認為是核廢料的放射性元素，它通過阿爾法粒子釋放能量。

這些粒子能量極高，但往往會很快地將能量散失到周圍環境中，因此很難有效利用。

研究指出：“傳統微核電池結構中嚴重的自吸附阻礙了高效的α衰變能量轉換，使得α放射性同位素微核電池的開發面臨挑戰。 ”

能源轉型

為了解決這個問題，研究人員將镅嵌入一種特殊的聚合物晶體中，這種晶體起著變壓器的作用，將阿爾法粒子的短暫能量轉化為穩定而持續的綠色光。

隨后，這塊發光晶體與光伏電池配對，光伏電池是一種將光能轉化為電能的裝置。它類似于微型太陽能電池板，但由摻镅晶體發出的綠光而非陽光供電。

然后，該裝置被裝入一個小的石英電池中。最終形成的是一個微核電池，盡管體積微小，卻能穩定地供應電力達數十年之久。

研究表明：“與化學電池相反，微核電池的壽命與所用放射性同位素的半衰期有關，因此其使用壽命可以長達數十年。”

測試表明，該電池可以穩定供電超過 200 小時，使用壽命極長。它以最少的放射性物質實現了這一目標，使其成為一種更安全、更可持續的選擇。

盡管镅的半衰期長達 7,380 年，但核電池的使用壽命預計只有幾十年。這種限制的產生是因為包裹放射性物質的組件會隨著時間的推移因輻射暴露而逐漸退化。

這一突破被認為具有重大意義，馬里蘭州摩根州立大學的邁克爾·斯賓塞等專家指出，與早期版本相比，“轉換效率和輸出功率有了很大的提高”。