時光新聞/獨家報導
台電核二廠2號機今(2023)年3月15日除役,留給國人的卻是滿滿的「缺電」疑慮。有人擔心無法負擔半導體產業大量耗電,有人擔心為了彌補核二廠除役的電能空缺,必須仰賴火力發電反而造成排碳量增加。在全球一片淨零排碳聲浪中,各國都急於尋找更安全、更環保且高效的能源解決方案,而「鑽石核電池」(Diamond Nuclear Voltaic)為人類燃起了新希望!
「鑽石核電池」最初是由布里斯托大學卡伯特研究所的研發團隊開發的,主要利用鑽石材料的半導體特性,將其轉化成一種半導體材料(名為氟化鑽石),這種材料能夠承受高溫和高壓,並且在受到輻射時產生電能。
更讓人注目的是,鑽石核電池和傳統核電池不同,傳統核電池依賴核分裂來釋放能量,而鑽石核電池是一種熱核電池,利用放射性同位素進行熱核反應來產生能量。而核廢料中的「碳14」就是一種放射性同位素,鑽石核電池使用碳14進行核反應,不僅可以將核廢料中的有害物質轉化為再生能源,還可以實現能源的回收和再利用,減少對自然資源的依賴。
碳14的半衰期大約為5,700年,日本電力公司旗下的技術公司Nihon Genryo 在2016年提出,如果使用含有碳14的鑽石來製造核電池,其壽命將與碳14的半衰期相關,可以推算出壽命長達28萬年!
目前世界各地都有一些研發公司在進行鑽石核電池的研究和開發,如Element Six、AKHAN Semiconductor等。美國Nano Diamond Battery(NDB)在2016年推出一款鑽石電池,並在2020年進行兩項驗證測試,是試圖將鑽石核電池商業化的公司之一。NDB宣稱電池壽命長達28萬年,所有電動車、無人機都不需要停下來充電。
英國arkinlight公司則計畫在今年(2023)下半年發布他們的第一個放射性電池產品。特斯拉因為電動車的普及,急於解決電池問題而投入鑽石核電池的研發,特斯拉擁有豐富的資源可供生產和支配,如果選擇加入這場電池競爭,鑽石核電池技術有可能進一步改進和提升。
倘若鑽石核電池成功商品化,將成為一種劃時代的全新能源,它可以提供廉價、高效、低污染的能源,從而減少對化石燃料的依賴,並幫助實現低碳經濟和減少二氧化碳排放的目標。同時,由於鑽石核電池不需要使用放射性物質,安全性更高,產生的廢物較少,有望成為一種更加環保的能源選擇。
而在應用方面,鑽石核電池的高能量密度和長壽命,將被廣泛運用在醫療、航太、資訊等方面,例如用於放射治療,以摧毀腫瘤組織,同時最小化對周圍組織的損傷; 或用於長期太空任務的動力源,同時幫助減輕載荷的重量和體積; 用於高效的無線傳輸裝置的動力源,同時幫助擴大智能裝置的應用範圍和使用壽命等等,甚至未來的電子產品、家電產品都可能不需要充電或插電。
鑽石核電池技術是一種有潛力的清潔能源解決方案,能有效地利用核廢料,同時提供長效的電力供應。它的出現,開啟了新的科技時代,也為未來的能源發展帶來了新希望。
鑽石核電池、核電、傳統電池的比較:
鑽石核電池 | 核電 | 傳統電池 | |
原理 | 利用放射性核材料分解產生的高能電子來產生電力 | 利用核分裂產生的熱能來產生電力 | 利用化學反應產生的電子來產生電力 |
功率效率 | 能產生持久且穩定的電力,且能使用數萬年,但功率和效率目前還無法達到商業應用的標準 | 能產生大量的電力,但安全問題和核廢料問題仍然存在 | 功率和效率較低,需要經常充電或更換 |
成本 | 目前仍處於實驗階段,成本較高,但隨著技術進步和生產規模的擴大,成本可能會下降 | 建設成本較高,運行和維護的成本也較高 | 成本較低,但需要經常更換 |
環保 | 可有效地處理核廢料問題,但仍會產生少量核廢料 | 核廢料問題一直是爭論的焦點,需要長時間的安全處理 | 由於使用化學反應產生電力,製造過程產生廢物較少,但後續處理對環境也有負面影響 |