前言

2025年3月9日，西北師范大學(xué)攜手無錫貝塔醫(yī)藥，成功研發(fā)全球首個(gè)碳-14核電池“燭龍一號(hào)”，這項(xiàng)被稱為“千年電池”的創(chuàng)新成果，打破了國外技術(shù)封鎖，為能源科技領(lǐng)域帶來革命性突破。

該電池具備50年免維護(hù)特性，能量密度達(dá)到鋰電池的10倍，且可在嚴(yán)苛條件下穩(wěn)定運(yùn)行。

到底是什么讓“燭龍一號(hào)”擁有如此卓越的性能？

碳-14核電池的核心秘密

之所以“燭龍一號(hào)”核電池引發(fā)廣泛關(guān)注，關(guān)鍵在于其采用了碳-14這一放射性同位素。

碳-14是自然界中存在的元素，其半衰期長(zhǎng)達(dá)5730年，也就是說，經(jīng)歷5730年后，其放射性強(qiáng)度僅衰減為初始值的一半。

理論上，以碳-14為能量來源的電池可持續(xù)供電數(shù)千年。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，“燭龍一號(hào)”預(yù)期使用壽命為50年，性能衰減幅度低于5%。

即便如此，其表現(xiàn)仍遠(yuǎn)超目前市面上所有常規(guī)電池。

“燭龍一號(hào)”核電池的能量密度達(dá)到2200mWh/g，超過當(dāng)前主流鋰電池的10倍。

這意味著，在同等質(zhì)量下，“燭龍一號(hào)”能夠提供比傳統(tǒng)鋰電池多出十倍的電量。

其能量轉(zhuǎn)換效率更是突破8%，在微型能源系統(tǒng)中屬于頂尖水平。

傳統(tǒng)鋰電池的能量轉(zhuǎn)換效率通常維持在1%-2%之間，而“燭龍一號(hào)”的效率遠(yuǎn)超其數(shù)倍，意味著在相同輸入能量下，輸出能力更強(qiáng)。

除高能量密度與高效能轉(zhuǎn)換外，“燭龍一號(hào)”核電池另一大亮點(diǎn)是其超長(zhǎng)使用壽命及對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)能力。

相較于普通電池，“燭龍一號(hào)”不僅可持續(xù)運(yùn)行數(shù)十年，更可在-100℃至200℃的極端溫度區(qū)間穩(wěn)定運(yùn)作。

這使其成為極地科考、深海探測(cè)及航天器等極端場(chǎng)景的理想能源選擇。

對(duì)于常規(guī)電池而言，在極寒或高溫環(huán)境下，內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速率變化可能導(dǎo)致失效。

而“燭龍一號(hào)”憑借其特殊結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計(jì)，有效規(guī)避了這一問題，確保在極端條件下仍能持續(xù)供電。

“燭龍一號(hào)”應(yīng)用前景

“燭龍一號(hào)”核電池的問世，不僅實(shí)現(xiàn)了技術(shù)飛躍，其潛在應(yīng)用領(lǐng)域也極為廣泛，幾乎覆蓋所有需要長(zhǎng)期穩(wěn)定供電的場(chǎng)景。

從醫(yī)療設(shè)備到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，再到航空航天，它展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在醫(yī)療行業(yè)，許多植入式裝置（如心臟起搏器、人工耳蝸等）長(zhǎng)期面臨續(xù)航難題。

傳統(tǒng)電池難以滿足長(zhǎng)期運(yùn)行需求，患者需反復(fù)接受手術(shù)更換電池，帶來較大風(fēng)險(xiǎn)與不適。

以心臟起搏器為例，傳統(tǒng)電池的壽命通常在5至10年之間，而“燭龍一號(hào)”長(zhǎng)達(dá)50年的續(xù)航能力，將極大減少手術(shù)次數(shù)和患者負(fù)擔(dān)。

隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷演進(jìn)，未來人類或許可借助“燭龍一號(hào)”核電池，為這些高精尖設(shè)備提供持久能源，使患者更長(zhǎng)時(shí)間受益于前沿科技。

隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的迅猛發(fā)展，全球范圍內(nèi)的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)部署成為可能。

在偏遠(yuǎn)或極端環(huán)境中，更換電池成本高昂，且維護(hù)難度極大。

借助“燭龍一號(hào)”核電池，這些設(shè)備無需頻繁更換能源，便可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定的電力支持，從而推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展。

以環(huán)境監(jiān)測(cè)為例，采用“燭龍一號(hào)”核電池的傳感器可在森林、沙漠、極地等區(qū)域持續(xù)運(yùn)行數(shù)十年，不僅能顯著降低維護(hù)成本，還能提升數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

在航空航天領(lǐng)域，尤其是深空探測(cè)任務(wù)中，能源供應(yīng)始終是關(guān)鍵技術(shù)難題。

盡管钚-238核電池已被廣泛使用，但其高昂成本和輻射問題引發(fā)諸多安全顧慮。

相較之下，“燭龍一號(hào)”核電池不僅具備充足能量支持，還具有更低的輻射水平和更長(zhǎng)的使用壽命。

其在極端環(huán)境下的穩(wěn)定性，特別是在太空真空條件下的表現(xiàn)，使得深空探測(cè)任務(wù)的持續(xù)運(yùn)行成為現(xiàn)實(shí)。

未來，搭載“燭龍一號(hào)”核電池的探測(cè)器，或許能飛出太陽系，探索人類尚未觸及的宇宙深處。

中國率先領(lǐng)跑核電池技術(shù)

“燭龍一號(hào)”的成功研發(fā)，標(biāo)志著中國在核能微型化應(yīng)用方面取得重大突破，也彰顯了中國在全球能源科技競(jìng)爭(zhēng)中的領(lǐng)先地位。

此前，核電池技術(shù)長(zhǎng)期被美國、俄羅斯等國家主導(dǎo)，而中國通過“燭龍一號(hào)”實(shí)現(xiàn)了自主開發(fā)，成功突破這一技術(shù)壁壘。

在研發(fā)過程中，西北師范大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，包括高比活度碳-14源的制備、碳化硅半導(dǎo)體材料的穩(wěn)定性提升等。

這些技術(shù)突破使中國在全球核電池領(lǐng)域迅速崛起，甚至有望在未來實(shí)現(xiàn)全面領(lǐng)先。

特別是在碳-14同位素提純方面，西北師范大學(xué)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了99.9997%的純度，顯著提升了核電池的整體性能。

在成本控制方面，“燭龍一號(hào)”核電池同樣表現(xiàn)突出。

碳-14原材料成本僅為钚-238的五十分之一，大幅降低了核電池的制造成本。

隨著技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化和規(guī)?；a(chǎn)推進(jìn)，預(yù)計(jì)“燭龍一號(hào)”核電池的制造成本還將進(jìn)一步下降，為其大規(guī)模應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)支撐。

中國政府對(duì)前沿科技的高度重視，為“燭龍一號(hào)”的成功研發(fā)提供了有力保障。

該項(xiàng)目獲得甘肅省“強(qiáng)科技”專項(xiàng)行動(dòng)支持，并被納入國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略布局。

隨著“燭龍一號(hào)”核電池逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化與微型化，我們有理由相信，一場(chǎng)能源革命正悄然拉開序幕。

盡管在家庭場(chǎng)景中的應(yīng)用仍需時(shí)間，但在太空探索、深海探測(cè)及智能家居等領(lǐng)域，核電池將成為推動(dòng)科技進(jìn)步的重要?jiǎng)恿Α?/p>

我們期待著這個(gè)“千年電池”帶來更多可能性，開啟一個(gè)屬于未來的嶄新時(shí)代。

結(jié)語

“燭龍一號(hào)”核電池的誕生，象征著全球能源科技的一次重大躍遷。

它不僅突破了傳統(tǒng)電池在續(xù)航、穩(wěn)定性與安全性方面的限制，還為多個(gè)行業(yè)帶來了前所未有的應(yīng)用場(chǎng)景。

無論是在醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)還是航空航天領(lǐng)域，核電池的廣泛應(yīng)用都將為全球科技發(fā)展注入持續(xù)動(dòng)力。