化工儀器網(wǎng)手機版
移動端訪問更便捷
今日焦點 Today's Focus
查看更多+-
就等你了！“煤化工行業(yè)分析檢測技術整體解決方案線上會議”報名開啟
2025年5月9日14:00，化工儀器網(wǎng)積極響應行業(yè)需[詳細]
最新產(chǎn)品 Latest productS
查看更多+
蘇州大學實現(xiàn)微型核電池轉(zhuǎn)換效率近8000倍提升
2024年10月14日 15:04:32
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：6006
研究人員提出了一種基于“內(nèi)置能量轉(zhuǎn)換器”的錒系微型核電池結(jié)構(gòu)設計理念，通過將錒系元素與發(fā)光鑭系元素的分子層級耦合，實現(xiàn)了放射性核素衰變能到光能轉(zhuǎn)換效率近8000倍的提升
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】微型核電池是一種利用放射性同位素衰變能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，特別適用于傳統(tǒng)電池難以勝任或面臨挑戰(zhàn)的應用場景，如遙感設備、醫(yī)療植入物和太空探索等領域。放射性同位素衰變不受外界環(huán)境如溫度、壓力和磁場的影響，因此微型核電池能夠提供持久且可靠的能源。然而，傳統(tǒng)微型核電池構(gòu)型中存在嚴重的自吸收效應，阻礙了高效的能量轉(zhuǎn)換，尤其是針對具有超長半衰期和高達兆電子伏特α衰變能的錒系核素。
蘇州大學放射醫(yī)學與輻射防護國家重點實驗室教授王殳凹、王亞星團隊聯(lián)合蘇州大學納米科學技術學院、西安高新技術研究所、西北核技術研究所、湘潭大學等研究人員提出了一種基于“內(nèi)置能量轉(zhuǎn)換器”的錒系微型核電池結(jié)構(gòu)設計理念，通過將錒系元素與發(fā)光鑭系元素的分子層級耦合，實現(xiàn)了放射性核素衰變能到光能轉(zhuǎn)換效率近8000倍的提升，并組裝了目前已知效率最高的輻光伏核電池。
研究團隊提出了一種基于“內(nèi)置能量轉(zhuǎn)換器”的錒系微型核電池架構(gòu)，即通過錒系元素與發(fā)光鑭系元素的分子層級耦合，構(gòu)建一個內(nèi)置的能量轉(zhuǎn)換器。這一創(chuàng)新設計通過將錒系核素243Am摻雜到發(fā)光鑭系(Tb3+)元素配位聚合物中，實現(xiàn)了放射性核素與能量轉(zhuǎn)換單元的緊密耦合，從而顯著提高了能量轉(zhuǎn)換效率。
實驗結(jié)果顯示，在僅使用不到10 µCi的243Am情況下，內(nèi)置能量轉(zhuǎn)換器中觀測到了錒系核素內(nèi)輻照誘導的自發(fā)光現(xiàn)象。進一步的研究表明，從衰變能到自發(fā)光的能量轉(zhuǎn)化效率比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了近8000倍。通過將這一內(nèi)置能量轉(zhuǎn)換器與光伏電池相結(jié)合，成功將自發(fā)光轉(zhuǎn)化為電力輸出，得到了一種新型微型輻光伏核電池。
這種新型核電池的總能量轉(zhuǎn)換效率達到了文獻報道最高的0.889%，單位活度功率為139μW?Ci-1，遠遠優(yōu)于之前的設計。這一成果不僅展示了高效能量轉(zhuǎn)換的可能性，也為錒系核素在非核燃料循環(huán)領域的資源化利用提供了新的研究方向。此外，這一成果還為核廢料的資源化利用開辟了新途徑。核廢料中的錒系核素是長期放射性的主要源頭，通過將其轉(zhuǎn)化為微型核電池中的能源，不僅減少了放射性廢物的處理壓力，還實現(xiàn)了廢物的有效利用。
相關研究成果Micronuclear battery based on a coalescent energy transducer于近日發(fā)表在國際期刊《自然》(nature)。
參考資料來源：中國科學報
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
優(yōu)化廢鉛蓄電池跨省轉(zhuǎn)移管理試點單位清單（第二批）公布
生態(tài)環(huán)境部根據(jù)省級生態(tài)環(huán)境部門報送的試點單位情況，經(jīng)審核，生態(tài)環(huán)境部建立了優(yōu)化廢鉛蓄電池跨省轉(zhuǎn)移管理試點單位清單（第二批），現(xiàn)予印...2025-04-21 14:47:40 -
穩(wěn)定循環(huán)兩千次 水性電池能否推動電動汽車等領域發(fā)展
水性電池是以水溶液為電解質(zhì)的電池技術，與傳統(tǒng)的有機電解質(zhì)電池相比，在安全性、成本及環(huán)境友好性上有突出表現(xiàn)，因此成為了近年來研究的熱...2025-04-17 17:23:28 -
鈉離子電池商用車解決方案發(fā)布 鈉離子電池能否打開能源新市場
原材料資源儲量豐富、成本低廉、供應穩(wěn)定且環(huán)保的優(yōu)勢，以及技術不斷成熟幫助下，鈉電池的商業(yè)化發(fā)展較為順利，也順勢成為了未來重要的儲能...2025-04-15 17:12:30 -
綠色環(huán)保還能自由塑性 新型流體電池有望助推柔性電子發(fā)展
瑞典林雪平大學研究人員利用一種創(chuàng)新的流體形態(tài)電極，研發(fā)出能被塑造成任何形狀的電池，這種電池柔軟且可延展，并且采用的是液態(tài)電極，因此...2025-04-15 13:04:01 -
中國科學院青島生物能源與過程研究所科研人員等在高溫鎂金屬電池聚合物電解質(zhì)研究方面取得進展。2025-04-14 14:12:57
-
26.78%效率 2500小時穩(wěn)定！鈣鈦礦太陽能電池新突破
4月8日，福建農(nóng)林大學材料工程學院綠色光電器件與儲能電池團隊青年教師林智超與西安交通大學、河南大學、澳門大學等單位合作，在《自然》...2025-04-11 11:04:46
版權(quán)與免責聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關權(quán)利。
