一塊手機電池能連續(xù)使用 9 年而無需充電，一個電池組能讓新能源汽車跑 100 年，一個電池模塊能給心臟起搏器持續(xù)供電 28000 年。

這些超現(xiàn)實的說法，最近由美國加州一家名為 NDB 的能源公司提出，該公司表示，目前在納米金剛石電池上成功進行了早期測試，使其更接近于實現(xiàn)。

這種令人驚奇的電池，其關(guān)鍵是利用放射性核廢料，這種廢料污染性極強，輻射能持續(xù)數(shù)千年，核電站設(shè)施每年都會大量產(chǎn)生，且在安全處理(掩埋和包裝)方面構(gòu)成越來越大的挑戰(zhàn)。NDB 公司稱，它可以通過從石墨核廢料中提取碳 - 14，然后放進鉆石內(nèi)，當(dāng)核廢料衰變時，它與碳相互作用可以產(chǎn)生一個小電流。

根據(jù)耗電量的不同，這種無需充電的電池有可能使用很長時間，它有望用于為普通移動設(shè)備、醫(yī)療產(chǎn)品、衛(wèi)星等供電，并可以為偏遠地區(qū)提供能源。

不過，目前該公司還沒有生產(chǎn)出產(chǎn)品原型，只是做了相關(guān)概念驗證。NDB 首席戰(zhàn)略官尼爾 · 奈克(Neel Naicker)表示：“想象一下，一個你一天都不用給電池充電的世界。一塊電池能供電幾十年將會怎樣?這就是我們利用專有技術(shù)所能做到的。”

無疑，這種設(shè)想充滿了誘惑力。在 NDB 官網(wǎng)上寫道，到 2040 年重塑電力，并打造一個不用化石燃料的星球。

這個概念背后的基本原理其實并不新鮮，使用放射性同位素作為能量源在特殊設(shè)備中已非常成熟，例如現(xiàn)代的核動力潛艇、航空母艦，乃至火星車，已能夠在沒有安全問題的情況下制造電力。

但 NDB 利用核廢料發(fā)電的說法，還是在科技界引起了謹(jǐn)慎的懷疑，例如：

“NDB 談到了正在開發(fā)中的低功率和高功率版本的電池，但在我們看到一些實際產(chǎn)品和輸出數(shù)據(jù)之前，這些說法仍然模糊不清，沒有證據(jù)，它們只是空談。”

“這一切聽起來都很棒，但還有一個關(guān)鍵因素被忽略了…… 這些設(shè)備的功率密度是多少?”“這種電池的功率密度極低，遠低于鋰離子電池等化學(xué)電池。”

不過，NDB 方面表示，一旦疫情相關(guān)的隔離措施得到緩解，他們將開始研制原型，并希望在兩年內(nèi)制造出來。

據(jù)官方資料披露，NDB 鉆石電池概念的證明由劍橋大學(xué)物理學(xué)家、2019 年物理研究所牛頓獎?wù)芦@得者、半導(dǎo)體之父邁克爾 · 佩珀爵士(Sir Michael Pepper)領(lǐng)導(dǎo)。在此過程中，NDB 的專利電池實現(xiàn)了充電 40% 的突破，核心技術(shù)是其專有的納米金剛石表面處理的結(jié)果，它能有效地從鉆石中提取電荷。

而類似這種把核廢料封裝在鉆石里的電池，也不是首次被提出，一直存在較大爭議。

2016 年 11 月 27 日，英國布里斯托爾大學(xué)的一組科研人員就曾宣稱研制出一種人造鉆石，當(dāng)置于放射性場中時，它能夠產(chǎn)生小電流，這項技術(shù)開發(fā)也是為了解決一些核廢料、清潔發(fā)電和電池壽命等問題。

傳統(tǒng)發(fā)電機是驅(qū)動轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn), 做切割磁力線的運動，從而產(chǎn)生電流;與此路徑不同，人造鉆石只要放在靠近放射源的地方就能產(chǎn)生電荷。

該研究的主要參與者之一，布里斯托爾大學(xué)材料教授湯姆 · 斯科特(Tom Scott)表示：“這里沒有涉及運動部件，不產(chǎn)生排放物，也不需要維護，就是直接發(fā)電。通過將放射性物質(zhì)封裝在鉆石中，我們就能將長期存在的核廢料問題，轉(zhuǎn)化為核動力電池和清潔能源長期供應(yīng)。”

當(dāng)時的研究小組展示了一種使用鎳 - 63 作為輻射源的鉆石電池原型。后來，他們致力于通過使用碳 - 14 來顯著提高效率，碳 - 14 是一種放射性的碳，產(chǎn)生于核電站反應(yīng)的石墨塊中。布里斯托爾大學(xué)的研究表明，放射性碳 - 14 集中在這些塊體的表面，使得對其進行處理以除去大部分放射性物質(zhì)成為可能。

提取出來的碳 - 14 隨后被封裝進鉆石中，制成核廢料電池，英國目前擁有近 9.5 萬噸石墨塊，通過從中提取碳 - 14，其放射性降低，減少了安全儲存這些核廢料的成本和挑戰(zhàn)。

布里斯托爾大學(xué)化學(xué)學(xué)院的尼爾 · ?？怂?Neil Fox)博士曾解釋說：“之所以選擇碳 - 14 作為源材料，是因為它發(fā)出短程輻射，任何固體材料都很快吸收這種輻射。這會使攝入或接觸裸露的皮膚變得危險，但安全地將其置于鉆石內(nèi)，任何短程輻射都無法逃逸。”鉆石是人類已知的最堅硬的物質(zhì)，也是核廢料電池的最佳外殼材料。

湯姆 · 斯科特和尼爾 · ?？怂惯€創(chuàng)立了一家名為 Arkenlight 的公司，探索將其核動力電池商業(yè)化，計劃在 2024 年推出首批商用核電池。

不過，有人擔(dān)心這種核廢料電池即便能實現(xiàn)，也可能會造成更分散或更危險的核污染，畢竟它會存在于我們的家庭和生活之中;但也有人認(rèn)為，將核廢料回收制成電池的想法完全不靠譜，有一個關(guān)鍵問題是無法抑制 C-14 的核衰變，因此電池將連續(xù)發(fā)電，電池會隨之持續(xù)升溫，故而需要主動冷卻裝置。該電池永遠無法為手機或電動汽車供電，因為它根本無法關(guān)閉，只能將功率輸出限制為毫瓦。

“請想象一個能產(chǎn)生 100 千瓦功率以驅(qū)動汽車的鉆石電池，當(dāng)你停止移動時，必須打開風(fēng)扇等冷卻裝置釋放足夠的熱量，否則電池會過熱并導(dǎo)致著火，而將其縮小到手機電池的大小，即便是 1 瓦也可能會逐漸在主板上燒出一個洞，你肯定會一直感覺手機在發(fā)熱。”一位網(wǎng)友評論道。

看過漫威電影的人，肯定對鋼鐵俠胸口的 “方舟反應(yīng)爐” 印象深刻，一個小小的模塊就能為強大的鋼鐵俠機甲提供充沛動力乃至攻擊能量輸出，可以說十分科幻。至于這種同樣科幻的 “鉆石電池” 距離能實際應(yīng)用還有多遠，可以拭目以待。

關(guān)鍵詞： 納米金剛石電池