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核电池目前为何无法应用于电动汽车?

钜大LARGE  |  点击量:1188次  |  2020年02月19日  

曾经,人们在聊天的时候经常会拿带"核"字的物品来说笑,如核武器、核电池锂离子电池等等,因为在大部分人的眼里,"核"这个概念似乎离我们普通人非常遥远。但实际上,早在上个世纪,美国就已经提出了核电池的锂离子电池厂家概念,并将其付诸实践,只不过出于种种原因,核电池至今还无法实现量产,这究竟是什么原因呢?


首先要说明的是,所谓的核电池并不是我们印象中,通过核反应(裂变)来产生能量的,而是利用放射性同位素衰变放出载能粒子(如α粒子、β粒子和γ射线)并将其能量转换为电能的装置,按高压型与低压型两类能量转换机制,可以分为直接或间接转换式,目前应用最广泛的是温差式核电池和热机转换核电池。由于核电池具有体积小、重量轻和寿命长的特点,并且能量大小、速度不受外界环境的温度、化学反应、压力、电磁场等方面影响,因此,它的工作对温度区间与环境的要求非常宽松。甚至有人提出,由于核电池中同位素工作时间非常长,它的工作状态甚至可以延续至百年甚至千年以上。


诚然,核电池看似拥有不少优点,但实际上也存在着很多问题。关于大部分人来说,核这个概念更多的是与武器挂钩,且不说当年那两颗惊世骇俗的核弹,单说美国在上个世纪造出来可以使用几十年的钚核电池,就曾发生过意外,将放射性物质散落在外,造成不可预估的后果。而关于电动汽车来说,它的推广与普及本身是为了节能与环保,但核电池会带来非常严重的放射性污染,与电动汽车的理念显然背道而驰。何况,核电池在衰变过程中反应堆非常大,也存在发生爆炸的可能性,安全性难以完全得到保障。


除安全性与环保性外,核电池的制造成本也非常高昂,目前核电池主锂离子电池要用于航天器电源、心脏起搏器以及特殊特种用途。虽然核能电动汽车从理论上来说是可以制造出来的,但试问有谁会愿意动辄数千万去买一台并没有普及的车呢?更何况,虽然核电池工作状态趋于稳定,但能量转换效率并不高,核能由热电转化器转换,效率约在10%-20%左右!,要知道,放射性同位素衰变产生能量的速度,要比核裂变低得多。世界上第一块放射性同位素电池是在1959年一月十六日由美国人制成的,它在280天内仅能发出11.6度电!想要带动一台正常马力的汽车,恐钜大锂电怕电池组的体积令人难以想象。


总而言之,目前核电池应用于汽车之上是不太现实的,但主流的三元锂离子电池的发展也遭遇了瓶颈,希望在科技不断进步的时代,我们可以早日研发出成本低,性能高的新电池。


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