每当使用电池的时候，你是否会幻想，要是有一个无限电量的电池就好了？这样就可以省去充电环节，随时随地都能使用电子产品。

如今科学家正在研发一种钻石核电池，它的使用寿命竟然可以长达28000年！

钻石核电池

一块电池就可以用一辈子。

当前电池的通病有哪些？研发钻石核电池的意义在哪里？

电池的通病

我们传统的电池主要是锂电池，它是由二氧化硫为正极材料，合金或者是金属锂为负极材料，加上电解溶液产生电力，也就是我们常说的电池正负极。

能够充当电池正负极的材料有很多，比如石墨、钴酸锂等等，都可以扮演其中的“角色”。

它的危害在于，极容易发生爆炸。

锂电池结构

产生爆炸的原因多种多样，包括正负极极化现象、粉尘导致电流回路失衡、外部的高温导致爆炸等等。

因此，传统锂电池的限制很大，无法用于多种场合。

在高温条件下，如果使用锂电池必须要包括材料的金属外壳，来隔绝内外部的高温。

这无疑会增加锂电池的生产成本，这种成本最终会在消费者或者是生产者的身上找回来。

不仅如此，传统的锂电池输出的电量比较小，一旦遇到大型生产设备，无法很好地发挥其作用。

通常来讲，锂电池只适合家用，很少用于工业生产。

随着技术的进步，锂电池当中又分化出了一种充电式锂电池，不少电瓶车的电瓶使用的就是充电锂电池，相信大家都见过。

锂电池充电放电原理

这种电池一般会有保护线路，目的就是防止充电过量导致电池膨胀。

然而，由于技术的不成熟以及生产厂商家的制造标准原因，锂电池被充“爆”是常有的事情。

每当充电忘记去掉插头的时候，总会遇到过量充电的问题，久而久之就会磨损电池的使用寿命。

有的电池被充“爆”之后，由于内部化学物质的膨胀，导致发生高温甚至是爆炸。

此类安全事故屡见不鲜，锂电池的安全也常常被人们诟病。

如果说它只有安全系数等方面的问题，那也不是不能接受，关键在于，锂电池的使用寿命通常不会太久。

充电式锂电池的寿命通常在4到5年之间，保养更好的锂电池可能会更加长久，但不会超过6年。

锂电池放电原理

就拿我们常见的电瓶车来说，一般电瓶车在4年左右就得更新换代，否则随着内部电池的老化，它的持久往往得不到有效保障。

而一次的锂电池就更加不堪，比如遥控器当中的电池，往往在2年左右就没了电。

最后，锂电池的回收也是难以避免的问题。

由于锂电池当中含有诸多有害的化学物质，回收处理的方式上，既不能用传统的填埋，也不能集中焚毁。

只能采用高成本的无害化处理，再加上处理后的锂电池回收效率并不高，基本没有商家愿意做这种花钱“不讨好”的事情。

因此，不少锂电池都被废弃在了野外，污染当地的土壤和地下水。

地下水位置

不仅会对野生动物造成影响，也会危及人类自身的安全。

综合所有的因素，科学家们决定研发一款具有更高持久、更高安全的新电池，它能够解决传统电池的所有缺点。

钻石核电池，也就应运而生了。

钻石核电池

钻石核电池在学术上又被称为纳米金刚石电池，金刚石是制作钻石的原材料，所以有钻石电池之称。

该项目正在由加州绿色能源公司研发，目前仍旧处于实验阶段，在某些领域已经投入到实验当中。

据公司的研究工作者介绍，纳米金刚石电池采用的是核废料的辐射为原料产生电能。

金刚石核电池原理图

在这个“闻核色变”的年代，不少小伙伴可能会担心这样两个问题。

核废料真的能够产生电吗？这种充满核辐射的电池安全吗？

首先，对于第一个问题，核废料是完全有利用价值的。

我们目前对核原料的利用效率很低，以至于用在发电之后，可以进行二次利用。

核电站运转原理

就拿原子弹来举例子，原子弹当中的铀235（核原料）通常要装上15到20千克，但实际的利用效率可能也就在5％到10％。

当初用于实战的“小男孩”实际的利用效率只有5％。

而我们发电用的核废料利用效率也不会高太多，核废料仍旧可以产生高温，从热能再转化为电能。

在安全方面，大家也完全不用担心。

加州绿色能源公司在研究纳米金刚石电池的时候，他们最初的构想就是想研发出一款不充电的一次电池。

因此，纳米金刚石电池完全采用的是封闭式结构，只要不刻意破坏电池的结构，内部的核辐射就不会因此泄露。

纳米金刚石电池结构

并且，作为制作原材料之一的金刚石，密度大、结构稳定，熔点高达7000华氏度。

简单来说它比铁、钢还硬，不容易受到高温的影响。

即使你想要破坏电池表层，也没有有效手段，所以安全是有所保障的。

既然安全毋庸置疑，纳米金刚石电池作为一次电池，使用的寿命为何会这样长久呢？

纳米金刚石样品

其原因在于，核废料虽然是废弃物质，但是它本身半衰期十分长久，可以持续进行供能。

核电站当中使用的核原料是铀的同位元素，半衰期在10万年到1亿年不等。

但是放射元素的半衰期却是呈现指数下降，简单来讲，就是虽然半衰期很长，实际上到了半衰期一半不到时间节点，就无法很好地发挥作用。

所以，核原料才会被核电站遗弃。

核电站

加州绿色能源公司的主要职责就是，将这些仍具有价值，但被遗弃并且不好处理的核废料利用起来，进入到市场当中。

先进的技术设备和手段，赋予了这种想法实现的可能。

理论上来讲，回收后制造出的新电池，能够“发光发热”3万年左右的时间，甚至是更长。

目前，已经有部分纳米金刚石电池投入到实际的使用当中。

纳米金刚石内部结构

纳米金刚石电池表现

由于某些技术难关未能突破，目前的纳米金刚石电池只能利用于微小功率的电器当中。

比如手表。

据生产厂家介绍，安装了纳米金刚石电池的手表，可以机械式地工作28000年，非常的持久。

而且，由于制作电池的核原料很少，即使发生了泄露，也不会对人体造成多大的危害。

核电池

当然，并不是说纳米金刚石电池就是完美的电池能源，它还有诸多缺点。

最大的缺点在于它的制作技术难，金刚石等材质罕见，成本自然是高得离谱。

在的拍卖会上，一块纳米金刚石电池手表的价格一度被加到了1万美元（大约人民币7万）。

不过，也有知情人士透露，随着纳米金刚石电池替代原料的出现，成本有望大幅度降低。