你相信这个世界上有不充电可用2.8万年的电池吗？

可能大多数人都觉得这个牛吹得实在是太大了，不过美国的NDB公司却不这么认为，因为他们研制的核动力电池就取得了很大的进展，这可能意味着电池的寿命或许真能达到如此“变态”的地步。

美国NDB公司研制的核动力电池取得很大进展

那么，他们的研究到底得到了怎样的成果？“充电”会因此成为历史是真的吗？

“变废为宝”的核动力电池

在正式介绍美国NDB公司的产品之前，我们需要先来简单了解一下，到底什么是核动力电池。对于核能，大家其实已经相当熟悉了，不论是依靠核裂变在运转的核电站，还是如今处在风口浪尖的“可控核聚变”，都能看出人类一直在钻研核能，希望能够获得更多的成果。

可控核聚变的发电原理

核动力电池又称为原子能电池、核电池甚至同位素温差发电机，它诞生于1913年，那时著名科学家亨利·莫塞莱发现了相关技术。

由于在核电池被发明几十年以后，人类就迎来了“探索太空纪元”，所以核电池的研制就更受关注了，它的超长寿命非常适合装在探测器上来探索宇宙。

人们最初希望核动力带领探测器走得更远

当然说到这儿就不免提一提，核电池和核反应堆可不一样，因为它并不是利用链式反应来产生能量，而是使用放射性同位素衰变的能量，再将其转化为电力。

核电池一般可以分为两类，分别是热转换型核电池和非热转换型核电池。

核电池可以分为两个种类

前者主要利用可以放出热能的同位素，比如钚238、锔244、锔242之类的，在它们衰变释放出大量热能之后，再通过光电效应或者热电效应，将热能转化成电能，后者则是使用同位素衰变后释放出的β粒子，进行发电。

此外，由于二者的同位素不同，发电方式也有所差异，所以产生能量的效率也有区别。非热转换型的能量效率在6％到8％左右，而热转换型的在0.1％到5％。

核电池除了拥有比一般电池更长的寿命，能够输出更多能量以外，还是“变废为宝”的产物。因为在它诞生的这100余年当中，人们已经开发出了使用“核废料”作为原料，制造核电池的方法。

核废料可以用来制作核电池

比如在2016年，世界核新闻网站就指出，英国布里斯托尔大学已经开发出了利用放射性废物发电的核动力电池。根据资料来看，他们制造出了一种人造金刚石，只要将核废料装入金刚石内部，就能使其开始发电。

该大学界面分析中心教授Tom Scott称: “该技术不涉及活动部件，不产生排放且无需维护，而仅仅是直接发电。通过把放射性物质封装到金刚石内部，我们把放射性废物长期管理问题转变成核动力电池和长期清洁能源供应。

英国布里斯托尔大学造出人造“金刚石”来装核废料

而美国NDB公司研制出的“纳米钻石电池”，其实就是基于布里斯托尔大学研究的相关技术成果，不过他们还做出了一些改进。

那么，NDB公司到底取得了怎样的研究成果呢？

NDB公司的最新研究成果

根据资料来看，布里斯托尔大学此前研究出的使用废石墨块提取金刚石的技术，能量输出十分缓慢，适合低功率长期使用。而NDB公司考虑到了较大功率设备需要的电流，就通过添加多层钻石和核废料来增加总能量输出。

为了提高输出电流，NDB公司添加了多层钻石，使电池体积变大

此外，该公司的开发人员声称，他们研制出的这个“纳米钻石电池”，一次性的供电时间长达2.8万年，在这期间，人们都不用再充电或者更换电池。

由此可见，如果能够正常使用，这块电池从现在用到人类文明陨灭之日，可能都不成问题。

NDB公司的这项技术，主要是将核废料里面的碳-14进行提纯，将其变为更小的碳14钻石。在这种情况下，这些钻石结构就可以充当半导体和散热器，用来收集和转移电荷。

碳-14可以用来收集和转移电荷

简单来说，纳米级钻石其实就相当于一个“中间物”。

它的功能不仅是要传导电荷，还要依靠自己坚硬的特质，将核废料牢牢地锁在内部。毕竟核废料是具有辐射的，如果不慎暴露的话，可能会对人体健康产生巨大的影响。

纳米级钻石其实既是换能器又是辐射屏蔽层

总的来说，NDB公司在核动力电池研究方面取得的新进展，第一是提升了其输出能量的功率，第二就是再一次延长了它的寿命。

不过，这个2.8万年依旧是理论上的年限，想让其在现实中保持这种超长寿命，还需要进一步的完善和验证。单从这一点来说，充电并不会成为历史，只能说未来充电频率可能会降低，大家出门也不必再携带充电宝了而已。

NDB公司的超长“待机”电池可在现阶段为人类提供便利

值得一提的是，NDB公司对此还是非常有信心的，他们认为全新核动力电池的研制，不仅可以应用在各种电子设备当中，还能为航天探索提供帮助。在其官方网站上，就有着“探索未知的兴奋推动了人类探索太空的愿望”的标语。

NDB公司希望这种电池能帮助人类探索宇宙

此外，其实新款核动力电池到底能不能使用几万年，对于人类来说并不重要。因为我们的寿命和电池几万年的寿命相比，差距实在是太大了，它只要能够做到使用几百年左右，对于人类来说就已经够用了。

并且关于这种电池是否足够安全，不少人在心里仍然打了一个问号。核废料的辐射可不是开玩笑的，若是这种电池的密封性不像他们宣传得这么好，那么选择使用核动力电池就相当危险，因为它会让我们的身体在多数时间内暴露在辐射环境当中。

核辐射会对人的身体产生严重影响

那么，从NDB公司的创新来看，未来核动力电池的发展趋势会是怎样的呢？

核动力电池的发展趋势

首先就是在寻找“中间结构”方面，或者说是能量转换材料方面放心思。人们已经将材料分割至了纳米级别，未来可能还会朝着更微观的领域进发。

在选择合适材料后，不仅需要提升核电池的安全性，还需要提高它的发电效率。相信第三代半导体的兴起，肯定会助力核电池向着更高性能的方向发展。

核电池会朝着更高级的方向发展

其次就是同位素的选择。

现阶段许多核电池选用的同位素都是比较稀有的，这就会导致电池的造价太高。并且，有些同位素会有自吸收效应，导致释放的能量十分有限。未来的趋势或将会选用氚为主要元素，因为它具有较高的能量密度（1000m Wh/g），本身还是无毒无污染的，在地球上的储量也比较大。

资料表明放射源的自吸收效应是影响β辐射伏特效应核电池转化效率的重要因素，会导致超过50%的能量浪费在放射源内部，而不是被换能器件利用。

核电池常用放射源和最大能量对比

最后就是研究更新的发电原理，比如现在已经有，基于管道绒毛式纳米线压电材料和纳米热电材料耦合阵列的同位素电池。