比硬币小的核电池，可放电50年

文章来源：科技日报

1月8日，一家中国公司宣布研制出微型原子能电池——北京贝塔伏特新能科技有限公司（以下简称贝塔伏特）利用镍63核同位素衰变技术和金刚石半导体，将原子能电池小型化、模块化、低成本化。这项成就刚获得中核集团2023年创新大赛三等奖。

原子能电池，又称核电池或放射性同位素电池，是将核同位素衰变释放的能量转化为电能。上世纪60年代，为了给航天器提供长时间持续的能量，美苏相继研发出核电池，原理是核辐射升温，用温差发电。这类核电池体积大、昂贵，应用场景很少。另一类核电池，可将辐射直接转化为电能——放射性元素衰变中发射的β粒子（正电子）照射半导体，产生电流，但效率很低。

为了更有效率地捕捉β粒子，贝塔伏特的研发团队开发了一种高性能的单晶金刚石半导体，厚度仅为10微米；2微米厚的镍-63薄片放在两片金刚石半导体转换器之间，稳定持续地激发出电荷，一种超长碳纳米管制造的超级电容负责收集这些电荷。

金刚石由于其优异的物理特性和电特性，被看作第四代半导体的首选材料。然而人工生长大尺寸金刚石以及半导体掺杂，都是亟需攻克的难题。贝塔伏特公司董事长兼CEO张伟表示，他们是全球目前唯一掌握掺杂制作大尺寸金刚石半导体材料的公司。

新式核电池50年稳定发电，无需充电，无需维护，不产生外部辐射，量产投入市场后，将满足航空航天、AI设备、医疗器械、微型机电系统、传感器、小型无人机和微型机器人等长续航场景。如果功率足够，核电池可以让手机不需要充电；小型无人机也可以“永久”滞空。

张伟介绍，他们首个产品BV100电池的功率是100微瓦，电压3伏，体积是15×15×5立方毫米，比一枚硬币还小；公司计划2025年推出功率为1瓦的电池。他们正与国内院校联合研发，采用锶90、钷147和氘同位素，研制更高功率的电池。

核电池的能量密度是三元锂电池的10倍以上，针刺和枪击也不会起 火爆 炸，-60℃—120℃范围内均能正常工作。

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