核電幾乎為零,但也有其自身的問題。
一項新的研究提出了一種重新利用這些廢物的方法:為微電子電池供電。
美國的研究人員使用環境伽馬輻射核廢料釋放出的能量可以產生足夠的能量來運行微芯片。這種能力目前僅限於小型傳感器,但該團隊相信它可以擴大規模。
“我們正在收穫一些被認為是廢物的東西,從本質上講,我們試圖將其變成寶藏,”說俄亥俄州立大學核工程師 Raymond Cao。
目前世界能源需求的約 10%與核電相遇,我們傳統上依賴的化石燃料的替代品。如果科學家能夠利用其廢物,它可能會成為一個更有吸引力的選擇。
核電池——將放射性衰變轉化為電能的裝置——已經在研發中幾十年來,但該技術尚未實現實際可行。
在這裡,電力通過兩個階段產生:首先,閃爍晶體將輻射轉化為光,然後太陽能電池將光轉化為電能。原型電池的尺寸約為 4 立方厘米(0.24 立方英寸)。
當使用銫 137 和鈷 60 這兩種常見的核廢料產品進行測試時– 電池分別產生 288 納瓦和 1.5 微瓦。
“這些都是功率輸出方面的突破性成果,”說易卜拉欣·奧克蘇茲(Ibrahim Oksuz)是俄亥俄州立大學的航空航天工程師。
“這個兩步過程仍處於初步階段,但下一步涉及通過擴大規模的結構產生更大的瓦數。”
這些電池將在產生核廢料的設施附近使用,而不是由公眾使用,但這裡有可能需要很少維護的傳感器和監視器。
研究人員表示,電池本身可以安全觸摸,不會污染周圍環境,但電源安裝後可持續使用多久仍存在懸而未決的問題。
“閃爍體和光伏電池的輻射硬度要求都很重要,應該成為研究該主題的研究人員研究的重點,”該團隊寫。
該技術有可能用於其他發現伽馬輻射的地方,例如。該原型需要進行重大升級,但研究人員相信基本想法是有效的。
在研究過程中,該團隊還就晶體和太陽能電池的配置如何影響轉換率和輸出取得了重要發現,這些發現可以用於未來的研究。
“核電池概念非常有前途,”說奧克蘇茲。
“還有很大的改進空間,但我相信在未來,這種方法將在能源生產和傳感器行業中為自己開闢重要的空間。”
該研究發表於光學材料:X。








