科研人员始终致力于研发更先进的电池技术，希望开发出寿命持久且无需充电的解决方案。本月我们又迎来了一项激动人心的突破。
来自韩国大邱庆北科学技术院（Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology）的科学家近日展示了一种基于贝塔伏特效应原理的电池原型。研究人员解释道：“核电池通过利用放射性材料释放的高能粒子来发电。并非所有放射性元素都会释放危害生物的辐射，某些辐射能被特定材料阻隔。例如，仅需一层薄铝片就能屏蔽β粒子（又称β射线），这使得贝塔伏特电池成为核电池中极具安全潜力的选择。”
这款贝塔伏特电池原型采用碳14（一种不稳定的放射性碳同位素）作为能量源。虽然具有放射性，但该同位素仅产生β辐射，可通过简单屏蔽确保安全。研究人员指出，碳14本就是核电站的副产品，具备成本低廉、易于获取和可循环利用的优势。由于碳14衰变速度极慢，理论上这种电池可提供持续数十年、数百年甚至上千年的能量供应。
据研究团队介绍，最新版碳14电池原型将能量转换效率从0.48%显著提升至2.86%。项目负责人印秀日（Su-Il In）教授表示，这种仅手指大小的核电池将开启众多应用场景，比如采用该技术的起搏器可实现终生使用，无需手术更换。但现阶段这种贝塔伏特电池仅能将极少比例的放射性衰变转化为电能，性能仍逊色于传统锂离子电池，相关技术还需进一步研发突破。
中国科技企业北京贝塔伏特新能源科技有限公司（Betavolt New Energy Technology Co., Ltd.）在2024年初曾发布一款硬币尺寸的金刚石核电池，宣称可连续供电50年且无需充电或维护。该公司表示该电池已进入中试阶段，正筹备量产上市，能满足航空航天、人工智能设备、医疗器械、微机电系统、精密传感器、微型无人机及机器人等领域的长效供电需求。
制造商介绍，这款微型原子能电池融合了镍63核同位素衰变技术与中国首创的金刚石半导体模块（第四代半导体），在该技术领域已“大幅领先欧美科研机构与企业”。贝塔伏特对其微型核电池结构的说明如下：“科研团队通过在两个金刚石半导体转换器之间置入2微米厚的镍63薄膜，开发出厚度仅10微米的独特单晶金刚石半导体。放射源衰变能量被转化为电流，形成独立发电单元。核心电池采用模块化设计，可串联并联组合数十至数百个单元模块，从而制造不同规格的电池产品。”
贝塔伏特仍需提升其微型核电池性能才能实现为手机永久供电等目标。其首款量产电池BV100尺寸为15×15×5毫米，输出功率100微瓦，电压3伏。计划2025年推出输出功率1瓦的升级型号，所有电池均可串并联使用。
关于核电池的更多背景：核电池（又称放射性同位素电池）并非中国首创，这项技术已有多年历史。早在2019年，俄罗斯研究人员就报道过寿命50年的微型核电池突破。自1960年代起，小型核电池已应用于太空探索领域，1970年代甚至出现过核动力心脏起搏器。
这类电池的能量来源于镍63的放射性衰变，但与传统放射性同位素发电机不同，其并非利用衰变产生的热能发电，而是通过金刚石半导体将镍63的β辐射直接转化为电能。但随着时间推移，输出能量会逐渐衰减，且总体产能相对有限。由于涉及放射性物质，此类发电方式短期内难以普及于手机等日常设备。需要特别说明的是，该技术不会像核反应堆那样产生危险的链式反应。
