這款厚度不到5毫米的電池,卻擁有高達3300 mWh/g的能量密度,壽命長達50年,且無需更換或充電。
它的核心材料是鎳-63與第四代金剛石半導體,這種組合不僅保障高效能量轉換,同時具備極佳的輻射安全性能。
β粒子收集率高達98%,即使封裝破損,輻射劑量也遠低于地鐵安檢儀。
2025年3月推出的“燭龍一號”核電池,則徹底打破了中國長期依賴進口碳-14的歷史。
這款電池采用碳-14作為同位素源,配合高耐溫碳化硅半導體,具備極強的耐極端環境能力,在零下100℃到高溫200℃之間都能穩定運行,且設計壽命同樣為50年,半衰期衰減小于5%。
更驚人的是,它驅動的LED燈已穩定閃爍超過35000次,并成功為藍牙芯片供能,證明其在日常電子設備中已具備可行性。
中國之所以能在短短幾年內完成從“概念驗證”到“實用落地”的跨越,離不開多個關鍵技術的突破。
其中最為引人注目的,是碳-14純度的極限提純技術。
西北師大利用低能激光離子源平臺,將碳-14純度提升至99.9997%,解決了長期困擾歐美國家的高比活度源制備難題。
這種極致純度不僅提高了電池的能量密度,也大幅降低了輻射風險,使碳-14真正適用于民用場景。
除此之外,封裝技術同樣令人嘆服。
不同于美俄“高輻射、高防護”的重型設計,中國核電池采用多層納米級復合材料包裹同位素源體,既導電又防輻射。
封裝材料厚度控制到納米級別,同時具備自毀機制——溫度異常時自動釋放惰性氣體,使電池在極端情況下也不會造成泄漏或爆炸。
民用推廣方面,中國的布局遠比外界想象得更為深入。
早在BV100測試階段,就已經有醫療團隊將其應用于心臟起搏器,結果令人振奮:患者術后無需更換電池,一次植入終身使用。
在人工耳蝸和腦機接口實驗項目中,BV100也展現出強大穩定性,為神經科學研究提供了前所未有的動力保障。
而在物聯網領域,核電池的出現堪稱“革命性飛躍”。
過去困擾偏遠地區、極端環境傳感器的能源問題,如今迎刃而解。
森林火災預警系統、極地觀測站、深海科考設備,均可借助微型核電池實現“零維護”運行。
即使在十年無人值守的情況下,設備依然穩定運行,不需更換電源。
航天領域更是核電池的天然舞臺。
傳統鋰電池在太空中極易因溫度劇烈變化導致性能衰減,而中國研制的核電池在真空、強輻射、極端冷熱交替的空間環境中,十年衰減不超過0.3%。
這意味著,未來登月基地、火星探測器乃至深空探測裝置,都不再受能源桎梏。
相比之下,美俄的核電池技術仍停留在高成本、軍用為主的階段。
美國NASA使用的钚-238核電池,雖然能支持火星車運行14年,但成本動輒百萬美元,且體積龐大。
俄羅斯則仍依賴鍶-90和镅-241,輻射強度高,不具民用可能。而日本的氚電池,由于熱穩定性差,溫度上限僅80℃,限制了其應用場景。
中國的核電池,不僅實現了高效能、低成本、易封裝,更重要的是——真正做到了“為民所用”。
中國的勝出,不僅在技術,更多在戰略眼光和制度動員能力。
從2022年實現碳-14國產化,到2025年完成量產布局,再到2027年即將出臺民用標準,中國用不到五年時間,走完了西方國家幾十年未能完成的路。
背后是完整的產業鏈支撐:高純度同位素提取平臺、第四代半導體制造工藝、民用級封裝實驗室、以及強大的政策扶持體系。
更具前瞻性的是,中國在核電池的設計思路上,采用了“模塊化”為核心理念。
以BV100為例,其可通過串聯并聯,組合成功率更大的電池組。
未來不僅可以實現1瓦、10瓦,甚至百瓦級功率輸出,滿足工業級設備的能源需求。
這使得核電池不僅是單一產品,更是一個能無限拓展的能源系統平臺。
社會層面的接受度,也在逐步提升。
盡管“核”字仍讓部分人心存顧慮,但借助媒體科普、專家解讀以及試點應用的推廣,公眾對核電池的認知正逐漸轉向理性。
“三峽電站壓縮進紐扣大小”、“科幻變現實”、“永不充電的電池”等通俗形容,正在成為核電池最好的代言詞。
不可忽視的,是這項技術背后的國家戰略意義。
從“兩彈一星”到高鐵出海,從北斗全球組網到6G布局,中國科技發展始終堅持“自主可控”路線。
核電池的誕生,不僅是能源領域的自主化突破,更是對傳統能源格局的徹底顛覆。
它將重塑未來能源生態,搭建出以“巨型釷反應堆+微型核電池”為新結構的能源閉環,一舉解決能源可持續、環境安全與技術獨立三大世紀難題。
更重要的是,這種能源科技的突破,將擺脫發展中國家“先污染后治理”的老路,引領全球綠色轉型。
核電池無需充電、零排放、無噪聲、無維護,堪稱“綠色能源中的王者”。
它不僅減少了對鋰、鈷等稀缺金屬的依賴,也大大降低了電子垃圾的產生,有望成為實現“雙碳目標”的關鍵支柱之一。
今天,當中國向世界宣告“我們已掌握全球唯一的民用核電池技術”,這不僅是一項科技成果的展示,更是一種國家能力的體現。
它意味著中國已真正走到了世界科技舞臺的中央。
接下來,全球能源格局將因此改寫,而新的能源時代,也將在中國的推動下悄然開啟。
來源:美媒:告別插頭時代——中國核電池掀起能源革命
2025-04-09 07:01·環球網
來源:我國首款碳-14核電池研制成功
2025-03-20 11:08·光明網