科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣
據(jù)世界核能新聞網(wǎng)站3月26日消息，日本原子能機(jī)構(gòu)研發(fā)出全球首款鈾基充電電池。這一突破有望改變核廢料的管理方式，并滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的高效儲(chǔ)能需求。
電池通常依靠鋰或鉛等材料來(lái)促進(jìn)電子流動(dòng)并發(fā)電。在這項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)展示了一款利用鈾作為“活性物質(zhì)”來(lái)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)并發(fā)電的原型電池，同時(shí)驗(yàn)證了其充放電性能。
這款原型電池寬10厘米，高5厘米，負(fù)極采用含鈾電解質(zhì)，正極采用含鐵電解質(zhì)。通過(guò)兩種電解質(zhì)的氧化還原反應(yīng)，該電池可穩(wěn)定輸出1.3伏電壓，與標(biāo)準(zhǔn)堿性電池僅差0.2伏。經(jīng)10次完整充放電循環(huán)后，電池性能衰減率幾乎為零。這種穩(wěn)定性是其潛在使用壽命和可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。
作為天然鈾濃縮的副產(chǎn)物，全球現(xiàn)存約160萬(wàn)噸貧鈾，其中日本儲(chǔ)有1.6萬(wàn)噸。這種長(zhǎng)期被視為低值廢物的材料，其化學(xué)性質(zhì)與濃縮鈾高度相似，卻因其微弱放射性限制應(yīng)用。此次研究證實(shí)，通過(guò)特殊電解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可安全利用其高能量密度特性，將“核廢料”轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)略資源。若鈾充電電池實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，日本龐大的貧鈾庫(kù)存將轉(zhuǎn)化為“綠色電網(wǎng)”的關(guān)鍵儲(chǔ)能設(shè)施，助力脫碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
不過(guò)，該機(jī)構(gòu)承認(rèn)，由于鈾的天然放射性，這些電池的部署可能會(huì)受到限制，通常只能在輻射受控的環(huán)境中使用，如核電站場(chǎng)地。
