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转化效率提高近 8000 倍苏州大学开发效率最高的辐光伏核电池




苏州大学研究团队内相关院校，提出了一种基于“内置能量转换器”的锕系微型核电池结构设计理念。

研究团队通过将锕系元素与发光镧系元素的分子层级耦合，实现了放射性核素衰变能到光能转换效率近 8000 倍的提升，并开发了目前已知效率最高的辐光伏核电池。


▲新型锕系微型核电池的结构设计理念示意图

微型核电池是将放射性同位素衰变能转换为电能的装置，得益于放射性同位素衰变不受外界环境影响的特性，微型核电池在诸多传统电池难以胜任或面临挑战的应用场景中，成为了一种持久且不可或缺的能源解决方案。

研究团队通过实验测定和理论模拟两个角度进一步验证了内置能量转换器可以显著提高能量转换效率。实验结果表明，放射性核素内置模式下从衰变能到光能的能量转化效率比传统结构提高近 8000 倍。

内置能量转化器还表现出卓越的结构稳定性和发光稳定性，将其与光伏电池相结合，能够将长期稳定的自发光转化为电能输出。

据此，研究团队开发了一种全新的锕系微型辐光伏核电池，实现了目前破纪录的 0.889% 的总能量转换效率和 139μW・Ci-1 的单位活度功率。同时，该微型核电池在持续运行 200 小时内，性能参数几乎没有衰减。

研究成果在《自然》（Nature）上发表，IT之家附论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07933-9

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