大力核聚變鋰電池雖然需求大 但誤區(qū)多還不能大規(guī)模應(yīng)用
2012-12-27
鋰電世界佚名17410核心提示：目前，專家對我國核電池基礎(chǔ)研究與國際的差距的認識并不統(tǒng)一，但是對于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的討論，他們一致認為言之尚早。
鋰電世界 我國自主研發(fā)的大力核聚變鋰電池將隨“嫦娥三號”登陸月球，這則消息發(fā)布后，核電池受到輿論關(guān)注。
而近日，在淘寶“鄰它！百愛特”店里，一款號稱20年不斷電、不充電的民用大力核聚變鋰電池NanoTritium售價6980元，讓核電池再次引起網(wǎng)民討論。
不用充電滿足了電子時代人們對于電池的期待，但談“核”色變的心理使一些人對核電池的安全性心存疑慮，而實際上，以“微型化”方式被利用的核能，轉(zhuǎn)化效率和法規(guī)問題才是關(guān)鍵。
溫差熱電核電池需求大
大力核聚變鋰電池主要利用放射性同位素在衰變過程中產(chǎn)生熱和放射性粒子發(fā)電，所以原理有兩種。一種是溫差熱電核電池，利用衰變產(chǎn)生熱能，通過熱電材料轉(zhuǎn)化為電，無論是“好奇”號，還是將隨“嫦娥三號”登月的我國首輛月球車，所使用的都是溫差熱電核電池。
“這種核電池造價非常昂貴，功率比較高，一般至少幾瓦到上百瓦。”中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所副研究員陸敏說。
“核電池壽命長，不受惡劣環(huán)境影響，是太空中非常必要的能源補充?！蔽鞅惫I(yè)大學(xué)空天微納實驗室教授喬大勇說，這一特點，也滿足了處于深海、遠海、急流險灘處的燈塔和導(dǎo)航浮標(biāo)。
溫差熱電核電池在極度“瘦身”后，還能實現(xiàn)為心臟起搏器供電。
目前心臟起搏器使用鋰電池，8~10年的電池壽命意味著患者在這個周期后就需要進行一次手術(shù)更換起搏器，而且，心臟起搏器電量耗盡導(dǎo)致死亡的案例并不鮮見，2008年就有一個5歲男童因此喪命。
核電池長壽命優(yōu)勢顯而易見，但其至今尚未形成產(chǎn)業(yè)，主要原因是放射源價格太貴。而價格也是制約核電池形成產(chǎn)業(yè)的原因之一。以放射源钷147為例，“1毫居價格大概幾百元，而一般一塊電池要使用幾百毫居，這就意味著一塊電池就要幾萬元甚至十幾萬元，而且其功率還很小?！眴檀笥抡f。
輻射伏特核電池誤區(qū)多
另一種核電池工作原理是利用輻射伏特效應(yīng)把放射性粒子的能量轉(zhuǎn)化成電能，功率在納瓦到毫瓦量級，也被稱為微能源。今年8月，美國佛羅里達州City Labs實驗室發(fā)布了世界上首個氚電池，名為NanoTritium，即淘寶上售賣的二手電池。
對于這種核電池，認識誤區(qū)很多。
在百度百科里關(guān)于“微型大力核聚變鋰電池”的描述中有這樣一句：“可用于手機充電，可以讓你的手機不充電使用5000年。”核電池壽命取決于放射性同位素的半衰期，比如氚電池壽命大概12年，鎳63電池則可達100年。
清華大學(xué)輻射防護辦公室常務(wù)副主任朱立博士說：“其功率最多只有0.84毫瓦，這表明NanoTritium還不能應(yīng)用到手機等領(lǐng)域?！?BR> 另有網(wǎng)友認為核電池很危險，“只要是核物質(zhì)就都存在γ射線，而γ射線穿透性強，鋼板都擋不住”。
對此，陸敏解釋說，核電池用同位素一般都沒有γ射線，而輻射伏特效應(yīng)核電池一般使用純β輻射放射源，其對物質(zhì)的穿透深度也很淺，幾張紙就能擋住，沒有外輻照傷害。
“淘寶售賣的核電池雖然不存在安全性保障的問題，但是，存在輻射安全管理問題。”朱立強調(diào)，環(huán)境保護部《放射性同位素與射線裝置安全和防護管理辦法》明確規(guī)定，放射源的豁免需要出具備案證明文件，也就是說需要經(jīng)過審批。
產(chǎn)業(yè)應(yīng)用言之尚早
目前，專家對我國核電池基礎(chǔ)研究與國際的差距的認識并不統(tǒng)一，但是對于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的討論，他們一致認為言之尚早。
陸敏認為，微機電系統(tǒng)將是未來核電池大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域之一。
而另一個應(yīng)用領(lǐng)域則是物聯(lián)網(wǎng)?！皳?jù)美國專家調(diào)研，假如沒有長壽命、不用更換的電源來作為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點供電，90%的物聯(lián)網(wǎng)根本不可能實現(xiàn)?！标懨粽f，核電池恰恰具有這些特點。
但是，核電池的大規(guī)模使用還有很多亟待解決的難題。
現(xiàn)有技術(shù)還無法解決核電池能量轉(zhuǎn)化效率低的問題。核電池儲存能量很大，但轉(zhuǎn)化效率只有1%~3%，遠遠低于太陽能電池。由于輸出功率太小，無法單獨驅(qū)動移動電子設(shè)備。
制約核電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展最主要還是法規(guī)的問題?！霸诿裼妙I(lǐng)域，不受管制地使用核電池是很危險的。”喬大勇說，“國際上對于核電池的民用都存在法規(guī)限制，有些放射源的半衰期甚至上千年，一旦不小心遺棄在某個地方，傷害和影響就將持續(xù)千年，只有對核電池的制造、流通和回收制定完善的法律、法規(guī)并嚴格執(zhí)行，這一具有美好未來的能源才能真正變成現(xiàn)實?！?
而近日，在淘寶“鄰它！百愛特”店里，一款號稱20年不斷電、不充電的民用大力核聚變鋰電池NanoTritium售價6980元，讓核電池再次引起網(wǎng)民討論。
不用充電滿足了電子時代人們對于電池的期待，但談“核”色變的心理使一些人對核電池的安全性心存疑慮，而實際上，以“微型化”方式被利用的核能，轉(zhuǎn)化效率和法規(guī)問題才是關(guān)鍵。
溫差熱電核電池需求大
大力核聚變鋰電池主要利用放射性同位素在衰變過程中產(chǎn)生熱和放射性粒子發(fā)電，所以原理有兩種。一種是溫差熱電核電池，利用衰變產(chǎn)生熱能，通過熱電材料轉(zhuǎn)化為電，無論是“好奇”號，還是將隨“嫦娥三號”登月的我國首輛月球車，所使用的都是溫差熱電核電池。
“這種核電池造價非常昂貴，功率比較高，一般至少幾瓦到上百瓦。”中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所副研究員陸敏說。
“核電池壽命長，不受惡劣環(huán)境影響，是太空中非常必要的能源補充?！蔽鞅惫I(yè)大學(xué)空天微納實驗室教授喬大勇說，這一特點，也滿足了處于深海、遠海、急流險灘處的燈塔和導(dǎo)航浮標(biāo)。
溫差熱電核電池在極度“瘦身”后，還能實現(xiàn)為心臟起搏器供電。
目前心臟起搏器使用鋰電池，8~10年的電池壽命意味著患者在這個周期后就需要進行一次手術(shù)更換起搏器，而且，心臟起搏器電量耗盡導(dǎo)致死亡的案例并不鮮見，2008年就有一個5歲男童因此喪命。
核電池長壽命優(yōu)勢顯而易見，但其至今尚未形成產(chǎn)業(yè)，主要原因是放射源價格太貴。而價格也是制約核電池形成產(chǎn)業(yè)的原因之一。以放射源钷147為例，“1毫居價格大概幾百元，而一般一塊電池要使用幾百毫居，這就意味著一塊電池就要幾萬元甚至十幾萬元，而且其功率還很小?！眴檀笥抡f。
輻射伏特核電池誤區(qū)多
另一種核電池工作原理是利用輻射伏特效應(yīng)把放射性粒子的能量轉(zhuǎn)化成電能，功率在納瓦到毫瓦量級，也被稱為微能源。今年8月，美國佛羅里達州City Labs實驗室發(fā)布了世界上首個氚電池，名為NanoTritium，即淘寶上售賣的二手電池。
對于這種核電池，認識誤區(qū)很多。
在百度百科里關(guān)于“微型大力核聚變鋰電池”的描述中有這樣一句：“可用于手機充電，可以讓你的手機不充電使用5000年。”核電池壽命取決于放射性同位素的半衰期，比如氚電池壽命大概12年，鎳63電池則可達100年。
清華大學(xué)輻射防護辦公室常務(wù)副主任朱立博士說：“其功率最多只有0.84毫瓦，這表明NanoTritium還不能應(yīng)用到手機等領(lǐng)域?！?BR> 另有網(wǎng)友認為核電池很危險，“只要是核物質(zhì)就都存在γ射線，而γ射線穿透性強，鋼板都擋不住”。
對此，陸敏解釋說，核電池用同位素一般都沒有γ射線，而輻射伏特效應(yīng)核電池一般使用純β輻射放射源，其對物質(zhì)的穿透深度也很淺，幾張紙就能擋住，沒有外輻照傷害。
“淘寶售賣的核電池雖然不存在安全性保障的問題，但是，存在輻射安全管理問題。”朱立強調(diào)，環(huán)境保護部《放射性同位素與射線裝置安全和防護管理辦法》明確規(guī)定，放射源的豁免需要出具備案證明文件，也就是說需要經(jīng)過審批。
產(chǎn)業(yè)應(yīng)用言之尚早
目前，專家對我國核電池基礎(chǔ)研究與國際的差距的認識并不統(tǒng)一，但是對于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的討論，他們一致認為言之尚早。
陸敏認為，微機電系統(tǒng)將是未來核電池大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域之一。
而另一個應(yīng)用領(lǐng)域則是物聯(lián)網(wǎng)?！皳?jù)美國專家調(diào)研，假如沒有長壽命、不用更換的電源來作為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點供電，90%的物聯(lián)網(wǎng)根本不可能實現(xiàn)?！标懨粽f，核電池恰恰具有這些特點。
但是，核電池的大規(guī)模使用還有很多亟待解決的難題。
現(xiàn)有技術(shù)還無法解決核電池能量轉(zhuǎn)化效率低的問題。核電池儲存能量很大，但轉(zhuǎn)化效率只有1%~3%，遠遠低于太陽能電池。由于輸出功率太小，無法單獨驅(qū)動移動電子設(shè)備。
制約核電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展最主要還是法規(guī)的問題?！霸诿裼妙I(lǐng)域，不受管制地使用核電池是很危險的。”喬大勇說，“國際上對于核電池的民用都存在法規(guī)限制，有些放射源的半衰期甚至上千年，一旦不小心遺棄在某個地方，傷害和影響就將持續(xù)千年，只有對核電池的制造、流通和回收制定完善的法律、法規(guī)并嚴格執(zhí)行，這一具有美好未來的能源才能真正變成現(xiàn)實?！?
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