跳转到主要内容
移动世界。
放射性钻石电池

领先图像©Tiero / Adobe Stock

本文是未来探索未来的分期付款,是世界不断变化技术的每周指南。你可以在每个星期四早上直接像你这样的故事订阅这

核钻石电池只有指甲那么大,但不要被骗了——这些电池可以持续数千年,同时帮助我们回收来自核电厂的废物。

自20世纪70年代以来,核电电池(科学地称为BetaVoltaics)已经存在,但没有人对他们真正有很大用途 - 但是,随着微电子的爆炸,这很快就会发生变化。

来自布里斯托尔大学的研究人员团队发现如何使核电电池更有效(和更安全),而不是我们在20世纪70年代 - 将核废料转化为电力发电钻石。

今年8月,他们成立了初创公司Arkenlight,将钻石商业化,预计2024年上市。

无尽的力量!(......不是很多。)

就像“核钻石电池”听起来那么引人注目,别指望它们能驱动你的汽车,甚至是iPhone。锂电池(为我们的大多数电子产品提供能量)在短时间内产生大量能量,但需要经常充电。核电池不需要消耗那么多能量。相反,它们会在很长一段时间内产生一点能量——可能长达数千年。

阿尔肯拉特表示,它的核钻石可以使用困难或无法充电或更换深层空间的卫星,或者传感器掉入火山和深海沟渠的情况下。

但是目前被微型玻璃会议提供动力的任何设备都可以从这些钻石提供的寿命中受益,从可穿戴物到烟雾探测器。

然而,最重要的应用可能是医疗植入物的供电,如起搏器或听力植入物。如今,大多数植入物依赖锂电池 - 但如果这些电池没有充电或更换,则可能会危及生命。核钻石可以解决这个问题。

“我们不断收到各种植入物的电子邮件。如果你能给他们提供一种可以使用几十年,甚至是一辈子的解决方案,那肯定是有价值的,”阿肯莱特的创始人、布里斯托大学的科学家尼尔·福克斯告诉《科学探索之旅》。

它是如何工作的

核电池传统上是在两个半导体的中间使用一层薄薄的放射性物质。当放射性物质经过天然的衰变过程,高能电子被发射出来。然后它们会震动半导体中的自由电子,从而产生电流。

问题是电池的形状 - 具有夹在半导体之间的材料 - 并不是非常有效的。放射性物质越远离半导体,它产生的功率越小,因此电池较厚实际较弱;作为有线笔记,“如果电池的层厚几微米,则电池的功率将垂流。”

太平洋西北国家实验室的科学家兰斯·哈伯德告诉《连线》杂志,这意味着大多数核电池的效率只有可怜的7%。

钻石是更好的

Arkenlight公司的科学家们通过调整放射性物质和电池的设计,发现了如何使核电池更高效、更安全。

许多核电站使用石墨块(由碳制成)来减缓核反应,产生同位素碳-14作为副产品。碳14最好的地方在于它既可以作为放射性燃料,也可以作为半导体。

“里面几乎没有放射性,这使得他们对人们非常安全。”

Lance Hubbard.太平洋西北国家实验室

Arkenlight团队将碳-14压入水晶钻石 - 就像那些参与环的戒指一样。凭借统一的形状而不是图层,钻石可以在一个地方生产和存储电荷,使电池更有效。

Arkenlight首席执行官摩根·博德曼告诉《Wired》杂志:“到目前为止,放射源一直与接收放射源并将其转化为电能的二极管(半导体)分离。”“这是开创性的。”

清理

世界上有很多这样的石墨块,所以我们可以为这些电池提供无穷无尽的材料。另外,通过提取碳-14,碳块的放射性大大降低,所以处理它们也变得更加安全。

把放射性电池放在身边听起来可能不太吸引人,但专家说,健康风险极低——事实上,碳14钻石的放射性剂量比钻石的放射性剂量还低一个香蕉

“通常只是电池的墙壁足以阻止任何排放,”哈伯德告诉有线。“里面几乎没有放射性,这使得他们对人们非常安全。”

钻石形状也增加了安全措施 - 钻石的强度和刚性结构意味着很少的可能会破坏它。

我们很乐意收到你的来信!如果你对这篇文章有意见,或者你对未来自由思考的故事有建议,请发邮件到(电子邮件保护)

下一个

气候危机
我们是否应该对需要碳排放的树木进行基因改造?
转基因树木
气候危机
我们是否应该对需要碳排放的树木进行基因改造?
旨在增长更快,储存更多碳的基因改性树木可以帮助逆转气候变化。

旨在增长更快,储存更多碳的基因改性树木可以帮助逆转气候变化。

遗传学
消灭蚊媒疾病的“自我删除”基因驱动
基因驱动蚊子
遗传学
消灭蚊媒疾病的“自我删除”基因驱动
一种设计用来在几代之后将自己从昆虫种群中移除的基因驱动可能有助于终结蚊子传播的疾病。

一种设计用来在几代之后将自己从昆虫种群中移除的基因驱动可能有助于终结蚊子传播的疾病。

仿生学
这种材料可以帮助人类成为半机械人
电子人
仿生学
这种材料可以帮助人类成为半机械人
在聚合物PEDOT中涂覆可植入电子器件可以延长它们的寿命,这将使电子人在未来更加普遍。

在聚合物PEDOT中涂覆可植入电子器件可以延长它们的寿命,这将使电子人在未来更加普遍。

海洋生物
3d建模正在改变我们看待深海珊瑚的方式
摄影测量珊瑚
海洋生物
3d建模正在改变我们看待深海珊瑚的方式
我们不了解深海珊瑚礁。摄影测量是解锁其重要性的第一步。

我们不了解深海珊瑚礁。摄影测量是解锁其重要性的第一步。

公共卫生
冠状病毒症状列表,以及何时去看医生
什么是冠状病毒症状
公共卫生
冠状病毒症状列表,以及何时去看医生
以下是关于冠状病毒症状的最新信息以及如何区分Covid-19免过过敏,流感或普通感冒。

以下是关于冠状病毒症状的最新信息以及如何区分Covid-19免过过敏,流感或普通感冒。

涂层科学
迷幻药和抑郁症的新前景
学习荧光和抑郁症
涂层科学
迷幻药和抑郁症的新前景
迷幻和抑郁症的新发现表明了微量化的益处,并可呈现更有效的治疗方案。
经过库尔特Hackbarth

迷幻和抑郁症的新发现表明了微量化的益处,并可呈现更有效的治疗方案。

未来的食物
转基因三文鱼可以永远改变我们生产食物的方式
是时候拥抱了弗兰肯鱼了
现在看
未来的食物
转基因三文鱼可以永远改变我们生产食物的方式
你会吃实验室基因设计的鱼吗?如果这是你唯一的选择呢?不管你喜不喜欢,转基因三文鱼和其他未来食品正在我们眼前彻底改变全球食品体系。
现在看

众所周知,生物工程鱼会引起复杂的感觉。不自然的,对吧?在关于我们是否应该吃“科学怪人鱼”(Frankenfish)的争论了30年后,这种古怪的食物来源终于来到了你附近的一家商店。不管你喜不喜欢,转基因三文鱼,可能还有其他转基因动物肉很快就会出现在你当地超市的货架上。而且,这些新的未来食物可能会给全球食物带来革命性的变化……

派遣
科学家们想从头开始重写整个人类基因组
科学家们想从头开始重写整个人类基因组
派遣
科学家们想从头开始重写整个人类基因组
如果我们可以重写我们的整个基因密码,使我们对病毒无坚不摧,那会怎样?
经过Daniel Bier.

如果我们可以重写我们的整个基因密码,使我们对病毒无坚不摧,那会怎样?