核能因為它的二氧化碳排放量為零,被定義為清潔能源,然而因為量多的原因,產生了質變,它產生了大量危險的放射性廢物。針對該問題的解決方案,是對材料的再利用做法。 Arkenlight 公司利用伽馬太陽能電池的原型,將核廢料庫的伽馬射線轉化為電能,這項發明是作為一種 β 輻射電轉換設備提出的,由核廢料的 β 衰變提供動力。因為它們承諾提供一種新的、具有成本效益的核廢料回收方式,在2016年首次開發出來時備受好評。
β衰變屬於放射性衰變,由原子釋放過多的粒子,以獲得更穩定的質子和中子的比例時就會發生,重點來了,其含有核能的β粒子,可以通過半導體轉化為電能。但是其隨機發射出的β粒子,擊中半導體的概率不大,也就意味著,核電池的效率是很低的。
放射性鑽石電池,由一種化學氣相沉積的工藝造成的,這種工藝被廣泛用於人造鑽石的製造。鑽石,人類所知的最硬的材料之一,它既是放射源,也可以是一個半導體。把它暴露在β射線下會得到一個不需要充電的長效電池。但是這鑽石電池所提供的功率只有幾微瓦,它們的應用僅限於那些必須長時間無人看管的小型設備。
放射性鑽石電池的未來還是很不錯的,最引人注目的是,將人類帶入火星的長期太空任務的競賽,人們對電池技術研究的日益關注。一些類型的電池更適合於某些應用,而對另一些應用則不那麼有用。 我們可以看到,傳統電池壽命短,不容易回收,但是其製造成本很低。放射性鑽石電池壽命雖然長,但是其造價也高。放射性鑽石電池想取代傳統鋰離子電池還有一段路要走。
核電池在1913年,由英國物理學家 Henry Moseley 發現,後來一段時間裡,被發現其有可能為航天器提供動力,隨著納米技術成熟, NDB 公司在2016年推出了其版本的基於鑽石的電池,並宣佈在 2020年進行兩項概念驗證測試,其公司的納米鑽石電池特點具有持久性、安全性和市場友好,計劃在2023登場。
Arkenligh 英國公司,也計劃在 2023年下半年,向市場發布第一款產品。其正研究怎樣將其大量的碳-14 betab 電池進行疊堆,這種放射性材料的壽命超過了5000年。英國原子能管理局( UKAEA )計算,這些電池還可以降低核廢料的儲存成本。
了解到,直接從反應堆中去除輻照石墨中的碳-14 ,能使廢物產品的放射性降低,更容易管理和處置。其中處置石墨廢物價格,中級廢物[ILW]每立方米要60000美元,低級廢物[LLW]每立方米4000美元。所有這些特點,正是我們需要的可持續未來的最佳選擇之一,解決掉處理生產成本和低能量輸出的方法,我們便能在市場看到鑽石電池了。