科技日報(bào)記者 劉霞

據(jù)美國趣味工程網(wǎng)站近日報(bào)道，美國密蘇里大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)銜的工程師團(tuán)隊(duì)，正致力于開發(fā)一種能夠在深海、外太空等極端環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行數(shù)月甚至數(shù)年而無需維護(hù)的核動力光伏電池。該項(xiàng)目總投資280萬美元，并獲美國國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）支持。

這種核動力光伏電池可將核輻射直接轉(zhuǎn)化為電能。與傳統(tǒng)電池不同，它無需充電，能為遠(yuǎn)程應(yīng)用提供長期穩(wěn)定的電力。這些微型電池結(jié)構(gòu)緊湊，專為浮標(biāo)、航天器及遠(yuǎn)程傳感器設(shè)計(jì)，在這些場合，更換或充電都極為困難。團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)每千克質(zhì)量產(chǎn)生10瓦電力，功率密度將顯著高于現(xiàn)有光伏系統(tǒng)。

這種光伏電池的工作原理類似太陽能電池，但依靠的是放射性衰變，而非陽光。太陽能電池板將光子轉(zhuǎn)化為電能，而該光伏裝置則利用放射性物質(zhì)釋放的帶電粒子。這使得電池可在陽光不足或無法利用的環(huán)境中運(yùn)行，為需要不間斷供電的長期任務(wù)提供了新的可能。

團(tuán)隊(duì)正專注于采用氧化鎵制造器件。與傳統(tǒng)材料相比，氧化鎵是一種更能承受輻射的半導(dǎo)體材料，可有效提升器件的效率與壽命。

托萊多大學(xué)科學(xué)家正主導(dǎo)模擬研究，為器件的構(gòu)建提供指導(dǎo)。這些模擬將在甄選出最佳器件結(jié)構(gòu)、確保達(dá)到性能指標(biāo)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。此次合作還匯聚了賓夕法尼亞州立大學(xué)、休斯頓大學(xué)、海軍研究實(shí)驗(yàn)室等多家機(jī)構(gòu)，整合了材料科學(xué)、建模與器件工程等多領(lǐng)域?qū)＜摇?/p>

該項(xiàng)目旨在通過提升功率密度與耐久性，推動光伏技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用，尤其在傳統(tǒng)電池力有不逮之處。