我国学者在锕系微型核电池领域取得重大突破

我国学者在锕系微型核电池领域取得重大突破

近日，苏州大学王殳凹、王亚星以及西北核技术研究所和湘潭大学欧阳晓平等科研人员合作，在锕系微型核电池领域取得重要突破。研究团队提出了一种基于“内置能量转换器”的新型设计，实现了能量转换效率近8000倍的提升，相关成果发表在《自然》（Nature）杂志上。

图：锕系微型核电池设计理念示意图

在国家自然科学基金项目资助下，研究团队针对传统微型核电池在锕系核素能量转换方面存在的严重自吸收效应问题，创新性地提出了一种基于“内置能量转换器”的设计思路。通过将锕系核素243Am与发光镧系元素Tb3+进行分子层级耦合，成功克服了能量转换效率低下的难题。

实验结果显示，在仅使用不到10 μCi 243Am的情况下，研究团队观测到了显著的自发光现象。进一步测试表明，这种新型设计的能量转化效率比传统结构提高了近8000倍。当将内置能量转换器与光伏电池结合时，可以将自发光转化为电力输出，最终实现了0.889%的总能量转换效率和139μW?Ci-1的单位活度功率，这是目前文献报道的最高水平。

这一突破性成果不仅为锕系核素在非核燃料循环领域的资源化利用开辟了新方向，也为开发持久且高效的微型核电池提供了新的技术路径。

论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07933-9