23,882
个编辑
更改
无编辑摘要
歆琳科普2020.9.11天前
近几十年来电子设备的发展速度远远超过了电池的发展速度，很多的移动电子设备都少不了一根充电线。
手机就是我们最头疼的问题。而且还有很多的小型用电设备，例如一些小台灯、夜灯、传感器也要经常连接电源，电线拉的到处都是，影响美观。
但是没办法，我们现在使用的锂电池要充电才能使用，且寿命有限。频繁的更换会浪费资源、还污染环境。
而且这样的电池更能加快新能源汽车的发展，如果实现将为人类节省大量的能源，甚至是摆脱至少一半的化石燃料的依赖。
那么这种电池可能吗？不充电、持续放电？这不违反能量守恒了么？
这样的电池还确实能够实现，虽然现在我们人类主要的能量来源是化学能，但是上世纪我们还发现了一种释放能量更为高效、环保的能源就是核能。
原子核的聚变和裂变的过程中会损失比化学反应更多的质量，因此它会释放十分可观的能量。目前核能的应用主要用在民用发电领域。
美国加州的一家公司NDB宣布他们研发了一款不需要充电就能使用2.8万年的新型纳米金刚石电池。
目前已经在实验室通过了测试，获得了重大进展，其收集电荷的效率已经达到了40%，比太阳能电池的15% - 20%更加高效。
电子的逃逸就是放电的过程。太阳能电池就是在白天的时候，通过收集光电效应产生的电荷，来为电池充电，到晚上然后放电就行照明。
而这种新型核动力电池它收集的电子来自于放射性同位素的衰变。这种同位素就是我们熟知的碳-14，原子核中有6个质子和8个中子。
可以看到这个过程就会放出一个电子，通过收集电子，电池就可以自行充电了。跟太阳能电池有点像，但不完全一样。
碳-14这种东西在自然界含量不是很高，只占到了所有碳储量的0.0000000001%，而且都存在于大气中，因为自然界产生碳-14的过程都是来自宇宙高能射线撞击大气中的氮原子产生的。
这时你可能会想，碳-14这么稀少就算发明出这种核电池也会异常的珍贵，根本没法实现普及。其实不用担心，大自然的碳-14虽然少，但是人类每时每刻都在大量的创造着碳-14，而且一直把它当作废料。
核电站在发生重元素裂变的过程中就会产生大量的中子，而我们常会使用石墨来当作这些中子的慢化剂，石墨就是碳-12，它在减慢中子速度的时候就会捕获中子转变为碳-14。
碳14在经历衰变以后会释放出电子，这个电子就是我们常说的β粒子，它确实具有比较强的电离辐射危害。但是在电池内部会经过非弹性散射将这些电子捕获储存起来，这就大大减小了电子逃逸出来。
而且这个电池的名字中还有纳米金刚石，没错，它是人造钻石，是非常坚硬的物质。而且能够阻挡住一些没有被捕获，试图溜出来的电子。
因为碳14的半衰期为5730年，也就是过上5000多年一块纳米金刚石电池的效率才会减小一半，随着电压的降低，它也可以为其他一些低用电设备供电。
因此能使用28000年完全不在话下。