交汇点讯近日,由无锡贝塔医药科技有限公司与西北师范大学联合研发的碳-14核电池“烛龙一号”在江阴发布,这是我国首款碳-14核电池,也是世界首款基于碳化硅半导体材料的碳-14核电池,标志着我国核电池技术取得重大突破。
在无锡贝塔同位素标记实验室记者看到,搭载“烛龙一号”的LED灯正在工作当中,贝塔医药研发副总、核电池项目负责人蔡定龙告诉记者,它已经持续工作了4个月,累计超过3.5万次脉冲闪烁。
“我们通过接入核电池储能装置后,驱动蓝牙射频芯片向外发射信号并成功接收。”蔡定龙介绍,“烛龙一号”的短路电流达282nA,开路电压为2.1V,最大输出功率为433nW,能量转换效率突破8%,展现了优秀的性能。
“‘烛龙一号’的核心创新在于采用碳-14放射性同位素与碳化硅半导体复合技术,攻克了高比活度C-14源制备、换能器件能量转换率低及稳定性差等关键技术难点,集多项突破性优势于一体。”蔡定龙介绍,碳-14的半衰期长达5730年,因而用其做成的核电池理论上拥有长达数千年的超长寿命;能够适应-100℃至200℃极端温度;2200mWh/g超高能量密度,这是三元锂电池10倍以上,以及50年设计寿命小于5%的性能衰减率;支持“毫瓦级”脉冲放电和智能能量管理。
“烛龙一号”能应用于哪些领域?蔡定龙告诉记者,这个微型核电池具有非常广泛的应用场景——
在医疗领域,可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源;
在物联网领域,可支撑万亿级传感器网络并长期运行;
在极端环境像深海、南极北极甚至在月球、火星等场景,可作为无需维护保养的持续供电电池;
在宇宙深空探测领域,可助力星际航行器仪器仪表持续工作……
“以医疗领域为例,心脏起搏器的电池大约为5到10年,电量耗尽后就需要从患者体内取出充电才能继续使用;如果用‘烛龙一号’替换在心脏起搏器上,由于其高达2200mWh/g的超高能量密度以及其长达50年的设计使用寿命,病人仅需做一次手术即可,从而减少病人的痛苦。”蔡定龙举例说。
记者了解到,无锡贝塔已为200多家上市公司、行业龙头和科研院所等研发的500多款创新医药农药化合物提供碳-14标记服务,并建立起了全世界独一无二、完全自主可控的碳-14全产业链体系,包括辐照靶料、出堆分离、碳-14源材料及前体化合物等,为应对全世界碳-14标记产品和标记技术的紧缺与萎缩建立了解决方案。目前该企业正在碳-14分离技术、核药、核电池等领域加速扩展。
“烛龙一号”才刚刚“诞生”,其第二代工程样机“烛龙二号”已经在“孕育”中。
“目前,我们与西北师范大学正同步推进‘烛龙二号’研发,致力于降低生产成本及缩小体积,相关成果即将推出。”蔡定龙表示,预计在今年年底或明年初推出升级版的“烛龙二号”。
“届时,新推出的‘烛龙二号’只有硬币那么大。”蔡定龙说。
随着“烛龙”系列的成熟,我国有望在全球核能微型化应用市场占据领先地位。
新华日报·交汇点记者姚政宇
图片来源受访者供图
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