永續能源 運用碳-14放射性同位素產生電力 鑽石電池 可提供數千年電力

編譯/韋士塔  |2025.10.25
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鑽石電池可減少助聽器等設備的電池更換問題。圖/美聯社
植入式醫療設備是鑽石電池的最佳應用領域。圖/法新社
微型電源技術可支援航太科技。圖/美聯社
鑽石電池可持續使用數千年。圖/UKAEA網站
鑽石是地球上最堅硬的材料之一。圖/法新社

編譯/韋士塔

英國布里斯托大學攜手英國原子能管理局(UKAEA)發表一項創新技術:碳-14鑽石電池。這項突破性的發明,有望為各類裝置提供長達數千年的穩定電力供應,預示著永續能源應用的全新時代正式來臨。

這款革命性電池的核心技術,巧妙地利用碳-14放射性同位素的衰變特性來產生電力。研究團隊選用地球上硬度最高的材料之一「鑽石」作為電池外殼,不僅能安全地包覆放射性物質,更能有效捕捉輻射,將其轉化為電能。

研究團隊表示,碳-14會發出短程輻射,可以很快被任何固體材料吸收,透過鑽石外殼的安全包覆,就能有效防止輻射外洩。此外,碳-14的半衰期為5700年,這意味著即使在數千年後,電池仍可保留一半的電量;研究團隊製作的原型電池尺寸為10mmx10mm,厚度0.5mm。碳-14鑽石電池的功能與太陽能電池板類似,但不使用光粒子,而是利用鑽石的結構捕獲快速移動的電子,將其轉化為電能。

英國原子能管理局的氚燃料循環總監莎拉克拉克(Sarah Clark)說:「碳-14鑽石電池是極具潛力的永續能源解決方案,它能安全且持續地提供電力輸出。只要妥善設計,以特製鑽石安全包覆少量碳-14,就能確保使用安全,並持續提供電力。」

碳-14鑽石電池的應用前景相當廣泛,尤其是在醫療領域。由於其卓越的生物相容性,未來可望廣泛應用於心律調節器、助聽器等植入式醫療器材,徹底解決傳統電池需要定期更換的難題,大幅提升患者的生活品質。不僅如此,這款電池還能在極端環境下正常運作,例如太空或地球上那些難以更換傳統電池的嚴苛環境。

值得一提的是,碳-14鑽石電池還提供了一種安全處理核廢料的新途徑。這種電池使用的碳-14是從核分裂反應爐的廢棄石墨塊中提取而來;以英國來說,該國目前儲存著近9萬5000噸此類石墨塊。透過從中提取碳-14,不僅能降低廢棄物的放射性,還能大幅降低核廢料的儲存成本與風險,將其轉化為寶貴的能源來源。

除了英國團隊的突破性發展,中國大陸科技公司BetaVolt也正在開發一項核能電池技術,採用鎳-63同位素作為放射源,體積僅15mmx15mm,厚度5mm,能提供長達50年的持續供電能力。

布里斯托大學的湯姆史考特(Tom Scott)教授說:「我們的微型電源技術具備支援太空科技、安全設備以及醫療植入物等多元領域應用的潛力。我們熱切期待與產業界及研究夥伴攜手合作,共同探索這項技術所帶來的無限可能。」

碳-14鑽石電池的問世,不僅是一項重大的技術突破,更代表著永續能源發展的重要里程碑。它不僅有望改變我們使用能源的方式,更為解決核廢料處理問題提供了一線曙光。此類發現表明,核能有可能成為可靠且清潔的電力來源。

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