鑽石電池的革命性突破：開啟數千年能源供應新時代
Image shows diamond battery sample (Source: News of University of BRISTOL)
圖靈學院
科楠
2024-12-20
英國布里斯托大學與英國原子能管理局（UKAEA）聯手推出全球首顆碳-14鑽石電池，這一創新技術不僅突破能源供應限制，更為未來多領域應用提供了無限可能。
Image shows members of the Diamond Battery team, including Neil Fox, Professor of Materials for Energy at the University of Bristol (far left), with the Plasma Deposition Rig at UKAEA. (Source: News of University of BRISTOL)
1. 鑽石電池的工作原理
碳-14鑽石電池以放射性碳-14同位素的衰變過程為基礎，透過鑽石材料捕捉高速電子（β粒子）來產生電力，類似於太陽能電池捕捉光子產生電能的方式。由於碳-14的半衰期長達5,700年，電池可提供極低但穩定的微瓦級電力，壽命可長達數千年。
2. 主要特點與優勢
- 超長壽命：無需頻繁更換電池，特別適合醫療設備與極端環境應用。
- 安全性高：碳-14被安全封裝於人工合成的鑽石中，避免放射性外洩風險。
- 可持續供電：在微電力需求場景中，連續供電能力遠超傳統電池。
3. 多場景應用潛力
- 醫療設備：用於心臟起搏器、助聽器等植入裝置，減少患者更換電池的痛苦與風險。
- 太空探索：為衛星、航天器提供長時間穩定供電，降低更換成本與操作困難。
- 安全追蹤裝置：適用於需要數十年連續運作的射頻識別（RFID）標籤和追蹤系統。
- 極端環境設備：如深海探測器或放射性環境設備，確保長期穩定運作。
4. 技術與能源融合
本研究受益於UKAEA在核聚變技術方面的專業知識，透過高溫等離子體沉積技術打造鑽石結構。這一成果標誌著核聚變研究技術外溢效應，為相關能源技術創新注入動力。
5. 未來發展與影響
碳-14鑽石電池雖僅能提供低功率電力，但其持續供應特性使其成為未來微電子設備與不可替換環境下的理想能源解決方案。隨著技術進步，電池設計與製造成本有望降低，推動大規模應用。
結語
布里斯托大學與UKAEA聯手創造的碳-14鑽石電池，不僅是能源技術的重大突破，更為人類應對長時間供電挑戰提供了嶄新的解決方案。無論是在醫療健康、太空探索，還是未來智能設備的微能源領域，這顆「鑽石電池」無疑將掀起一場能源革命，開啟數千年持續供電的未來。
Reference:
Scientists and engineers produce world's first carbon-14 diamond battery with potential lifespan of thousands of years.
