15:58 2018年10月18日
莫斯科物理工程学院研究出制造寿命长达百年电池的新方法

莫斯科物理工程学院研究出制造寿命长达百年电池的新方法

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科学
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俄罗斯国立核研究大学"莫斯科工程物理学院"在β伏打电源的基础上,利用镍-63放射性同位素纳米簇膜,研究出一种放射性同位素电源。

"莫斯科工程物理学院"新闻处向俄罗斯卫星通信社和广播电台记者介绍说,上述研究成果有助于制造出寿命长达100年的安全核动力电池,而这种电池可用在心脏起搏器、糖类或收缩压微型传感器、远处物体遥测系统、微型机器人,在遥远宇宙中或极深地方长久自动运行的装置上。研究结果发布在应用物理学快报(Applied Physics Letters)杂志上。

微型化问题

今天,由于技术装备微型化的趋势,研究纳米尺寸物体的性质引起了专家们的极大兴趣。但微电子机械和纳米电子机械系统缺乏微型供电电源,这妨碍着类似装备的大量引进。

解决现代微电子机械和纳米电子机械系统供电问题的一个有前景的方法与应用型放射性同位素(核或原子)电池有关。它们的特点是单位质量和体积的能量密度大。

-63的独特性质

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今天,热电转换(thermoelectric conversion)被视为是是把核衰变能量转化为电能的最短途径之一。但β伏打电源也带来了人们对其实际应用的极大兴趣。在把辐射温和Β射线的放射性同位素用做电源时,可以轻易建立起使用户和周边物体免受辐射的物理保护系统。

俄罗斯国立核研究大学"莫斯科工程物理学院"的学者们收集了制造出把镍-63Β衰变能量转化为电能的高效转换器的最佳参数。

镍-63放射性同位素是一种温和的Β射线,半衰期是100.1年。这使它成为一种独特的元素,适合用于为无需高耗电的系统持续供电。

俄罗斯国立核研究大学"莫斯科工程物理学院"学者们研究出的新方法

俄罗斯国立核研究大学"莫斯科工程物理学院"激光和等离子体技术学院计量学物理技术问题教研室副教授彼得·鲍里修克介绍说:"我们制造出了一种独特的物理系统,从试验实施的角度来说,它相对简单,是带有沉淀在镍介电质-氧化物广泛区域表面且根据尺寸递减分布的纳米粒子的密集包装的镍-63纳米簇的总体" 。

在研究过程中,学者们得出结论,形成纳米粒子根据尺寸递减分布的镍-63纳米簇膜开辟了把两个重要过程糅合在一起的独特可能性。首先,可以形成带有固定电位差的覆层,这种电位差是由在专门分出的方向的纳米粒子的尺寸差异决定的。其次,可以不采用格外复杂的半导体实现系统而把镍-63的Β衰退能量转化为电能。

学者们说,他们所得出的研究结果证实,所形成的递减镍纳米簇膜拥有独特的性能。带有热电转换的放射性同位素电源拥有广泛的实际应用领域。

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俄罗斯
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