近日，西北师范大学联合碳-14领域龙头企业无锡贝塔医药科技有限公司对外发布核能技术领域新突破：我国第一款碳-14核电池，也是全球首款基于碳化硅半导体材料的碳-14“烛龙一号”核电池研制成功，标志着我国在微型核电池领域取得里程碑式进展。
该电池以《山海经》中象征光明的神兽“烛龙”命名，既体现中华文化底蕴，又彰显持久供能特性。
作为西北师范大学与企业科教融合、产研协同的一项典范成果，“烛龙一号”历时数年攻关研制，不仅是国际上首款以碳化硅半导体材料及高比活度C-14为基础的高功率核电池，更实现了三大突破：一是续航能力跨越百年，为极地探测、深海装备、航空航天等极端环境提供全天候能源支撑；二是自主创新打破垄断，从核心材料研发到换能器件制造拥有完全自主知识产权；三是“零排放能源革命”，以绿色低碳属性推动我国新能源产业链迭代升级。
该核电池攻克了高比活度C-14源制备和换能器件能量转换率低、稳定性差等关键技术难题。该电池短路电流达282nA，开路电压2.1V，最大输出功率433nW，由此计算的能量转换效率突破8%。研发人员通过接入核电池储能装置模组后，驱动蓝牙射频芯片向外发射信号并成功接收。目前，搭载“烛龙一号”的LED灯已持续工作近4个月，累计超过35000次脉冲闪烁。
这款核电池具有多项突破性优势，由于C-14的半衰期长达5730年，理论上碳-14核电池拥有长达数千年的超长寿命。同时，该电池还具有在-100℃至200℃极端温度适应性及2200mWh/g超高能量密度，50年设计寿命小于5%的性能衰减率；支持毫瓦级脉冲放电及能量智能管理，可适配不同场景需求。
西北师范大学核电池团队负责人苏茂根教授表示，该成果具有广阔产业化前景，在医疗领域，可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源；在物联网领域，可支撑万亿级传感器网络；在海洋深处、南极北极、月球、火星等极端环境，可作为无需维护保养的持续供电电池；在宇宙深空探测领域，可助力深空探测器持续工作。
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目前，西北师范大学与无锡贝塔正同步推进第二代工程样机“烛龙二号”的研发。第二代工程样机搭载实用型全封闭碳-14微型核电池，预计年底完成封装并测试。
近年来，西北师范大学聚焦国家重大战略需求，积极开展原创性科技攻关，与企业、科研机构等建立紧密的合作关系，积极推动产学研合作。物理与电子工程学院苏茂根、曹世权团队瞄准核技术与应用这一关键领域，建立了低能激光离子源综合实验平台，研发了具备完全自主知识产权的C-14核电池换能器件全套工艺技术，同时积极布局自动化C-13同位素快速检测设备和同位素电磁分离器的研发工作，向建立C-14同位素闭式循环产业体系迈出了关键一步。此次C-14核电池“烛龙一号”的联合研发是学校科教融合、产研协同的一项典范成果。
来源：西北师范大学物理与电子工程学院
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