柔性核微电池NucFlex深度:0.3毫米厚的核电池像贴纸一样贴在任何表面
清华大学柔性电子实验室开发出全球首款柔性核微电池NucFlex,利用镍-63同位素衰变发电,厚度仅0.3毫米,寿命达50年。
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2028年11月,清华大学柔性电子实验室发布了NucFlex——全球首款可弯曲的核微电池。该产品利用镍-63放射性同位素的β衰变发电,厚度仅0.3毫米,可以像贴纸一样贴在任何表面上持续供电50年。
「核电池的概念已有数十年历史,但从未实现过柔性化,」项目负责人、清华教授冯雪解释,「NucFlex的突破在于将放射源、转换层和电路层集成在一张可弯曲的薄膜中。」
NucFlex的结构为三层复合薄膜。第一层是镍-63放射源层,厚度0.05毫米,通过离子注入技术将镍-63原子嵌入柔性基底。第二层是磷光转换层,将β粒子的能量转化为可见光。第三层是光伏转换层,将可见光转化为电能。整个结构被密封在柔性保护层中。
技术参数方面,单片NucFlex面积为1平方厘米,输出功率100微瓦,弯曲半径可小至5毫米而不影响发电性能。能量密度为每克300微瓦/立方厘米,远高于目前最好的柔性太阳能电池(在无光环境下)。
50年的使用寿命意味着NucFlex几乎不需要更换——对于植入式医疗设备、深海传感器、太空探测器等难以维护的场景,这是革命性的优势。
植入式医疗设备是NucFlex的首要目标市场。目前的心脏起搏器电池寿命为7-10年,需要定期手术更换。NucFlex可将这一周期延长到50年——对于患者而言,这意味着一生可能只需要一次植入手术。
NucFlex已获得NMPA和国际原子能机构(IAEA)的安全认证。镍-63只发射β射线(电子),穿透力极弱——一张纸就能完全阻挡。即使NucFlex被意外损坏,放射性物质也不会泄漏到环境中。
然而,公众对「核」的恐惧心理是NucFlex商业化的主要障碍。市场调研显示,60%的消费者对「核电池」持负面态度,尽管其实际安全风险几乎为零。清华大学和NucFlex的产业化合作方正在制定公众沟通策略,重点是强调镍-63的低放射性和薄膜封装的安全性。
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