核原料超级电池充一次能用12年,为何没有企业去生产?
在现代工业当中,电池是非常关键的一个零部件,不论是手机还是新能源汽车,电池都是最核心的零部件之一。
但是目前的电池基本上都是三元锂电池或者磷酸铁锂电池,这些电池本身的容量是有限的,所对应的续航能力也有限。
按照现有的电池技术,如果一部智能手机经常使用,顶多能续航一天左右,而新能源汽车续航里程大多都是800公里以内,很多人购买了新能源汽车之后都有里程焦虑。
为了解决电池续航问题,过去几十年人类一直在想尽各种办法去攻克电池技术,假如未来谁能够解决电池续航问题,谁就有可能成为全球新一代首富。
而且从目前各国电池技术的研究进展来看,有不少电池技术已经开始实现突破,甚至有一些科学家已经研究出了一些超级电池。
早在2016年的时候,乌克兰科学家Kiselev就声称他已经开发出一种超长续航的电池。
这种电池是一个火柴盒大小的装置,在2016年的时候,这个设备已经持续供电1年4个月,在此期间没有充电,而且从理论上来说,这个电池设备还可以继续供电11年,相当于充一次电最长可以使用12年时间。
那这种电池到底是什么玩意?为何能够续航这么久呢?
这种超级电池也称为氚电池,它主要是利用氚的关键属性——发射电子的能力进行发电。
氚是氢的同位素之一,是核聚变的主要原料之一,具有放射性,它含有两个中子和一个质子,它的原子具有不稳定性,可以衰变成为质量数为三的氦,而且在衰变的过程中会释放大量的电子,氚电池就是利用这种特性来给一些设备供电。
实际上氚电池并不是乌克兰这位科学家第一次发明,早在2012年的时候,美国佛罗里达州City Labs实验室研制成功研发出了人类第一款氚电池,这是一种覆盖着氚涂层的太阳能电池,只不过当时这款电池的续航里程相对比较低。
而乌克兰科学家Kiselev选择的是加强的电器化学电池,其能效是太阳能氚电池的1000倍,从理论上来说,电池没有外部供电的情况下,最长可以使用12年时间,最长甚至有可能达到20年时间。
最关键的是,虽然这是一种核能源电池,但是它的核辐射很小,氚是氢的一种同位素,它的辐射是很小的,而且在设计这种电池的时候,可以在它的表面涂上一层防辐射的原材料,所以对人体几乎没有什么影响。
另外,跟传统电池相比,氚电池的温度承受能力更强,其承受范围为零下50摄氏度到零上150摄氏度左右,而且它的抗压抗震能力也非常不错。
综合下来,氚电池各方面的性能都非常不错,是非常理想的一种电池。
假如这种电池能够应用在汽车或者手机上,那将是会带来行业的巨大变革。
试想一下,假如把这种氚电池应用在汽车上面,充一次电就可以用12年的时间,那是多么美妙的一件事情。
到时大家就不用担心充电或者续航里程的问题,想去哪就去哪,而且汽车用到报废了说不定电池还有电。
不过说到这很多网友可能有疑问了,既然氚的电池这么厉害,为什么没有被广泛应用呢?为什么没有企业去生产这种电池呢?
虽然氚电池具有很强的续航能力,但缺点也非常明显,这种缺点主要有两个方面。第一、电力太小
虽然氚电池持续时间很长,但电力却非常小,从实验数据来看,目前掌握的氚电池电压电压只有2.4V,电流只有50~350 nano amps,功率最多只有840纳瓦(1纳瓦等于十亿分之一瓦)。
而目前新能源汽车的功率都达到几十千瓦甚至上百千瓦,我们按照80千瓦来计算,这意味着想要把氚电池安装在汽车上,至少需要960亿个火柴盒那么大的电池装置,光是电池就比汽车大很多。
所以短期内想要把这种电池安装在汽车上,明显不太现实。
第二、价格太贵。
氚电池的主要原材料是氚,而地球上的氚元素是比较少的,地表的氚储量只有3.5千克左右,而且很难开采,目前的氚都是人工合成的,因此成本非常高昂,市场上一克氚的价格大约是3万美元。
如果将氚电池应用在汽车上,想要达到商业应用的目的,光是电池成本就可能达到上亿美元,这不是一般的高,而是高到无法想象。
也认为氚电池的成本非常高昂,这决定了它不可能大量应用在一些电子设备上,应用在汽车上更不可能,只能用在一些功率非常小的元件上。
当然,随着核聚变技术的不断进步,我们不排除未来某一天氚电池确实有可能用在汽车上。
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