科学家揭示可由核废料提供动力的电池

核电几乎为零温室气体排放，但也有自己的问题，即放射性废物.

一项新的研究提出了一种重新利用这些废物的方法：为微电子电池供电。

美国的研究人员使用环境伽马辐射由核废料释放出来，以产生足够的能量来运行微芯片。这种功能目前仅限于小型传感器，但该团队认为它可以扩大规模。

“我们正在收获一些被认为是废物的东西，并且试图将其转化为宝藏，”说俄亥俄州立大学的核工程师 Raymond Cao。

目前，全球约 10% 的能源需求是以核电为界，这是我们传统上依赖的化石燃料的替代品。如果科学家能够利用它的废物，它可能会成为一个更具吸引力的选择。

核电池——将放射性衰变转化为电能的装置——一直在开发中几十年，但该技术尚未实际可行。

在这里，电力是通过两个阶段产生的：首先，闪烁体晶体将辐射转化为光，然后太阳能电池将这种光转化为电能。原型电池的尺寸约为 4 立方厘米（0.24 立方英寸）。

当使用两种放射源（铯 137 和钴 60）进行测试时，这两种放射性源都是核能的常见废物裂变– 电池分别产生 288 纳瓦和 1.5 微瓦。

“这些是功率输出方面的突破性成果，”说Ibrahim Oksuz，俄亥俄州立大学的航空航天工程师。

“这个两步过程仍处于初步阶段，但下一步涉及使用放大结构产生更大的瓦特。”

这些电池将在产生核废料的设施附近使用，而不是由公众使用，但这里有可能安装几乎不需要维护的传感器和监视器。

研究人员表示，电池本身可以安全触摸并且不会污染周围环境，尽管电源安装后能持续多长时间仍然存在悬而未决的问题。

“闪烁体和光伏电池的抗辐射要求都很重要，应该成为从事该主题的研究人员研究的重点，”该团队写.

该技术有可能用于发现伽马辐射的其他地方，例如在太空中.需要对这个原型进行重大升级，但研究人员相信基本想法是可行的。

在研究过程中，该团队还就晶体和太阳能电池的配置如何影响转化率和输出取得了重要发现，这些发现可以用于未来的研究。

“核电池概念非常有前途，”说奥克苏兹。

“仍有很大的改进空间，但我相信在未来，这种方法将在能源生产和传感器行业为自己开辟一个重要的空间。”

该研究已发表在光学材料：X.

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