手机一天一充,耳机、手表频繁充电……在这个万物互联的时代,“电量焦虑”几乎成了每个现代人的梦魇。
人们不禁幻想,有没有一种电池,能让设备永不充电?这个看似科幻的梦想,如今正被中国科学家悄然拉进现实。
近日,一款以《山海经》神兽命名的中国首款碳-14核电池——“烛龙一号”正式问世,宣称能稳定供电半个世纪。
这究竟是又一次的概念炒作,还是真正颠覆性的技术革命?它的背后,是一场跨越千里的“产学研”联姻,更是一次关乎国家未来的底层技术突围。
“核电池”这个概念,听起来充满未来感,但其实并非新鲜事物。早在上世纪50年代,人类就已经掌握了这项技术。
它的原理很简单:利用放射性同位素衰变时释放的能量来发电。由于放射性同位素的半衰期极长,理论上,核电池可以提供近乎“永恒”的电力。
然而,半个多世纪以来,这项技术始终未能走进普通人的生活,一直被局限在航天、深海探测等极少数不计成本的尖端领域。
原因只有一个,传统核电池的功率实在是太低了。
它们的输出功率通常只有纳瓦(nW)级别,如同一个能活一万年、但只能推动一粒灰尘的“长寿蜗牛”,根本无法驱动手机、电脑这类需要瓦(W)级功率的日常电子设备。
如何打破这个困局,让“永恒能源”真正拥有澎湃动力,成了全世界科学家面临的共同难题。
故事的转机,发生在中国。两位看似毫无交集的“破壁人”,在一次偶然的机会中相遇了。
一方,是身处大西北甘肃兰州的西北师范大学物理与电子工程学院的科研团队。他们多年来深耕第三代半导体材料,在利用碳化硅(SiC)制造高效能量转换器件方面,积累了深厚的理论和工艺经验。他们手里有能造出“超级引擎”的图纸和技术,却唯独缺少最关键的“核燃料”。
另一方,则是远在千里之外、江南水乡无锡的一家名为“贝塔医药”的科技公司。这家公司是国内乃至全球范围内,唯一一家拥有碳-14同位素全产业链技术的企业。
他们历经15年攻关,掌握了提纯和制备高品质“核燃料”的独门绝技,正雄心勃勃地寻求将这项技术应用到创新药之外的更广阔领域。
一边是“有引擎无燃料”,一边是“有燃料无引擎”。当西北师大的团队了解到无锡贝塔的存在后,双方一拍即合。
一场跨越千里的“产学研联姻”,为打破核电池领域长达半个世纪的沉寂,埋下了关键的伏笔。
2025年3月9日,在江苏江阴,这款由双方联合研制的核电池原型机正式发布,并被赋予了一个充满东方神韵的名字——“烛龙一号”。
烛龙,是中国古代神话《山海经》中的神兽,传说它“视为昼,瞑为夜”,睁眼闭眼间便能掌控光明与黑暗。以“烛龙”命名,足见研发团队对其持久供能特性的自豪与期许。
“烛龙一号”之所以能实现技术突破,关键在于它掌握了两项足以点亮未来的“神技”。
第一项神技,是“超级燃料”的炼成。
核电池的性能,首先取决于其核心——放射源的品质。无锡贝塔公司凭借其15年的技术积累,成功攻克了高比活度碳-14源的标记技术。
简单来说,他们不仅能生产出碳-14,更能将其高效、稳定地“标记”到特定的化合物上,制造出品质极高、能量密度极大的“超级燃料”,从源头上保证了电池的强大“心脏”。
第二项神技,则是“超级引擎”的打造。
有了好燃料,还需要一台高效的引擎才能将其能量转化为电能。西北师大的团队在这里发挥了关键作用。
他们创新性地采用了第三代半导体材料——碳化硅(SiC)来构建能量转换器。相比传统材料,碳化硅在高辐射、高温度等恶劣环境下性能更稳定、能量转换效率也更高。
这就好比为核燃料配备了一台性能强劲、稳定耐用的“超级引擎”,彻底解决了传统核电池“有力使不出”、能量浪费严重的老大难问题。
“超级燃料”加上“超级引擎”,让“烛龙一号”的性能实现了质的飞跃。
在发布会现场,一个搭载着“烛龙一号”的LED灯已经持续工作了近4个月,累计闪烁超过35000次。研发人员还成功用它驱动蓝牙射频芯片向外发射信号。
这些实验结果,雄辩地证明了“烛龙”已经成功“睁眼”,它所发出的,是真正有应用价值的、而不只是理论上的微光。
“烛龙一号”的问世,其意义绝不仅限于一块电池本身。
它背后,是中国在又一个尖端科技领域,实现了从核心原料到核心器件的“全产业链自主可控”。就在2024年4月,我国已经正式实现了碳-14同位素的自主批量生产,彻底摆脱了此前对进口的依赖。
“燃料”能够自给自足,“引擎”技术全球领先,这为“烛龙”系列未来的商业化应用铺平了最关键的道路。
研发团队描绘的未来应用场景极为广阔。在医疗领域,它可以为心脏起搏器、脑机接口、人工视网膜等植入式设备提供永久能源,让患者免于反复开刀更换电池的痛苦。
在物联网与传感器领域,它能支撑起一个由万亿级传感器组成的庞大网络,在偏远山区、深海、沙漠等无人值守的环境中进行长期监测。
在国家战略层面,它更是深空探测、星际航行的理想能源,能让我们的探测器在月球、火星乃至更遥远的宇宙深处,获得近乎无限的动力。
当然,我们最关心的问题是:永不充电的手机,还有多远?
对此,我们必须保持理性的乐观。目前“烛龙一号”的功率仍处于微瓦(μW)级别,而驱动手机至少需要瓦(W)级功率,两者之间还有三个数量级的差距。
但令人振奋的是,研发团队已经明确了下一步的计划:预计在2025年底或2026年初,推出升级版的“烛龙二号”,其体积将缩小到硬币大小,并进一步降低成本。
从0到1的突破已经完成,从1到100的征程也已开启。“烛龙”的出现,或许正是那个由中国开启的微型能源新时代的序章。
参考资料:
涨知识"50年稳定自发电"的核电池要革锂电池的命?核电池民用还远吗?.澎湃新闻.2024-01-1
我国首款超长寿命碳-14核电池(烛龙一号)研制成功.西北师范大学.2025-03-12
烛龙一号"在锡问世.无锡市人民政府.2025-03-10
找国首款核电池"烛龙1号可世,可持续放电十年,开级版仅硬市大小.知乎
张知识"50年稳定自发电的核电池要革锂电池的命?核电池民用还远吗?.澎湃新闻.2024-01-1
更新时间:2025-10-20
本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828
© CopyRight 2020-=date("Y",time());?> All Rights Reserved. Powered By bs178.com 闽ICP备11008920号
闽公网安备35020302034844号