近日，据香港知名媒体《南华早报》消息称，中国的初创公司贝塔伏科技（Betavolt Technology）开发了一种名为BV100的核动力电池（又称原子能电池），据称其使用寿命长达50年，无需充电。
这种电池利用核同位素释放的能量，通过半导体将能量转化为电能。BV100的尺寸非常小，仅为15 x 15 x 5毫米，功率输出为100微瓦和3伏。该公司计划在2025年推出1瓦版本的电池。
BV100电池使用镍63作为辐射源，其半衰期超过100年，确保电池在50年的使用寿命内保持运行。电池采用模块化结构，通过连接多个发电单元，可以配置从几微瓦到几瓦的功率输出。Betavolt的研究人员开发了一种独特的单晶金刚石半导体，以提高能量转换效率。
这种电池在极端条件下也能表现良好，可以在120到-60摄氏度的温度范围内安全运行，并且能够抵抗刺穿和枪击，不会着火或爆炸。除了民用，这种电池还可用于军事应用，如连续飞行的无人机或深海监测设备。
尽管BV100电池的长寿命和在极端条件下的性能令人印象深刻，但其设计和使用也带来了一些挑战，包括核安全和控制、辐射防护，以及伽马射线对半导体的辐射损害。
此外，核电池的回收问题也是一个考虑因素，尽管Betavolt表示他们计划记录并回收每块电池，并且镍63会衰变成非放射性铜63，不会造成污染威胁。
核电池的
核电池的基本原理是同位素技术，最早由英国物理学家亨利·莫斯利（Henry Moseley）于1913年提出。它是利用放射性元素的核衰变产生的能量。与核裂变或核聚变不同，核衰变是一种自发的过程，其中同位素释放出辐射，形成更稳定的新原子。科学家将这些同位素封装起来，将释放出的能量转化为可用的电能。
核电池的使用寿命与其能源中所用同位素的半衰期有关。半衰期是指同位素衰变一半所需的时间。例如，氮-16的半衰期只有7.13秒，而钾-40的半衰期约为13亿年。BV100使用的辐射源是镍-63，它的半衰期超过100年，确保它在50年的使用寿命内保持运行。
不同的同位素在衰变过程中释放出α或β粒子和γ射线。不同的同位素原料可以产生多种制造核电池的途径。例如，中国于2013年发射的嫦娥三号月球车上的核电池，就是使用热电转换器来利用钚-238衰变时释放出的α粒子产生的热量来发电。美国国家航空航天局（NASA）的好奇号火星车也使用了类似的技术。
BV100电池属于β伏打电池，它使用半导体结来直接从放射性源释放出的β粒子（电子）中产生电流。在这种情况下，镍-63衰变时释放出的β粒子被辐射到金刚石半导体上，形成电场，并在接入电路时实现电能输出。
为了提高能量转换效率，贝塔伏特的研究人员开发了一种独特的单晶金刚石半导体，使用硼掺杂的金刚石作为衬底，并使用等离子体化学气相沉积法来制造金刚石半导体转换器。该公司声称，他们是世界上唯一能够掺杂和制造大规模金刚石半导体材料的公司，这是制造核电池的关键组成部分。
BV100电池采用模块化结构，将一层2微米厚的镍-63层夹在两层10微米厚的金刚石半导体之间，形成一个发电单元。通过连接多个这样的模块，研究人员可以配置从几微瓦到几瓦的功率输出。
核电池的
除了超长的使用寿命，这种核电池还具有良好的极限性能。综合多方媒体的报道，与传统电池不同，这种核电池能够在极端条件下安全运行，从120摄氏度到零下60摄氏度的温度范围内，都能正常工作，即使被刺穿或击中，也不会起火或爆炸。
此外，这种电池还可以用于军事领域，如持续飞行的无人机，或者需要在极端环境下长期供电的深海监测设备等。
目前，该公司已经制造出了原型电池，其尺寸为15 x 15 x 5毫米（0.59 x 0.59 x 0.2英寸），功率输出为100微瓦，电压为3伏。该公司表示，计划在今年年底开始量产该电池，并在明年推出1瓦的版本。
“目前，该电池的能量转换效率达到了8.8%，如果使用更高纯度的镍-63辐射源，还有可能进一步提高。”
这种核电池的潜在应用是广泛的，从航空航天到医疗，从人工智能到微型机器人，都可以受益于这种持久的电力来源。
除了航空航天领域，核电池还用于潜艇导航信标、心脏起搏器和深海电缆等。
观察人士表示，这种核电池对于一些需要长期稳定供电的设备，如微处理器、高级传感器、小型无人机和微型机器人等，都有很大的优势。
这些设备的功耗很低，但是需要持续运行，如果使用传统电池，就需要经常更换或充电，这会增加成本和麻烦，而且在一些特殊的环境中，如极地、深海或太空，更换或充电是不现实的。
如果使用核电池，就可以避免这些问题，因为核电池可以提供长达50年的稳定电力，而且不受温度、湿度、气压等环境因素的影响。
这种核电池还可以用于智能手机，让用户不用担心电量不足的问题，看来真正的超长待机续航的智能手机有望了。
核电池的长寿命也引发了回收问题。目前，航空航天和心脏起搏器等主要用例不需要回收，但对于极地深海信标等应用来说，这是一个考虑因素。
该企业计划在开始销售产品后记录和回收每个电池。此外，镍-63衰变成非放射性铜-63，不会造成污染威胁。
