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1月8日不可错过的A股资讯
日前，英国布里斯托大学在官网宣布，来自该校和英国原子能管理局的研究团队成功研制出全球首款碳-14钻石电池。科研人员指出，他们利用的技术是将少量碳-14包裹在人造钻石中，这种新型电池的潜在寿命可达数千年。
能够在稳定的前提下持续多年发电，碳-14钻石电池将为新能源领域带来怎样的灵感？
01
“长寿”电池的秘诀
想要展望新型电池带来的革命性影响，首先要摸清其工作原理。碳-14钻石电池是利用同位素碳-14的放射性衰变来产生低水平的电能。
具体而言，碳-14可以通过β衰变（原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变）释放出高能电子，这些电子在钻石结构中与碳原子发生非弹性碰撞（系统在碰撞过程中会有机械能损失），形成电子-空穴对，从而产生低能级的电子流。这些低能级电子被外部电极收集，最终形成电流。
这一技术不同于传统的发电技术，不需要驱动粒子，也不用维护。虽然涉及放射性元素，但由于碳-14的短距离辐射几乎可被坚硬的钻石外壳完全吸收，相当于在人体接触前建立一道屏障，因此也规避了潜在的安全风险。更重要的是，即使最终电量耗尽，材料也会衰减到稳定状态，电池内不会产生核废料。
为何电池寿命能够长达数千年？这是因为碳-14的半衰期是5730年，也就是说，几千年以后钻石电池仍将保留一半放射性强度，具备一半的原始电力，尽管它所能提供的只是微瓦级电力。
低功率、强稳定、可持续等特性，决定了钻石电池在应用环节的巨大潜力。
02
特定领域的应用
其实“将人造金刚石（钻石）放置在放射性环境中来产生小电流”这一技术思路早已有人提出，核电池的发展也有相当长的历史，此次首款钻石电池的问世主要向人们展示了碳-14同位素批量化制作电池的可能性，因此再度将人们对新能源的关注推向高潮。
尽管微瓦级电力不适用于常规民用，但在特定场景中却能发挥它独有的优势。助听设备、心脏起搏器等临床上常见的植入体对电池的持续力要求较高，因为更换与维护的难度较大，而钻石电池不仅可提供稳定的低功率电力，还具有生物相容性，天然适配医疗植入设备。
此外，由于钻石电池不需要维护，可在极端环境中替换需要更换的传统电池，如寒冷的极地地区、太空环境等。它能够为有源射频（RF）标签供电，以识别和跟踪地球上或太空中的设备（如航天器或有效载荷）。因为一次使用时间可长达数年，总体上能够降低项目成本。
除了在特定领域的应用，钻石电池的革命性意义还体现在对核废料的处理上。由于碳-14主要集中在石墨块表面，而石墨块常被用作核反应堆的减速剂，使用后的石墨块会变为具有放射性的核废料，需要进行严格而专业的贮存和处理。从石墨块表面提取碳-14后可以大大减少材料的放射性，将废料转化为新型能源实现回收再利用。
不过，想要实现碳-14钻石电池的推广普及并非易事，批量化生产的前提是制造成本可控，但医疗设备、航天器、高寒地区的无人机这些精密度要求极高的科技产品本就成本高昂，有限的预算空间抬高了电池采购的门槛。
另外，特殊产品的行业标准化向来不易，钻石电池还将面临公众接受度这一难题，即使理论上放射性材料造成的安全风险无须担心，但“谈核色变”的普遍认知势必会对其市场化产生抵触。
钻石电池的诞生，为核废料处理提供了思路。虽然目前来看，这种“永续”清洁能源的象征意义大于实际，但下定论还为时过早，因为科技飞速发展的当下，任何技术的萌芽都可能是未来产业蓝图中浓墨重彩的一笔。
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编辑｜张毅
审核｜吴新
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