開著“核電池汽車”周游世界

周沫

2014年，有一條“科技新聞”多次登上各家科技門戶網站的“頭條”——美國密蘇里大學的一個能源研究團隊對外宣布，他們開發出一種“超級電池”，可以裝到汽車上，其提供的電量可以讓一輛汽車在不充電的狀態下連續行駛數年。

在我們的印象里，電動汽車每天都是需要充電的，并且因為所存電量有限，電動汽車還常常無法長時間連續行駛。電池不耐用，是制約電動汽車發展的最大瓶頸。現在居然有一種“超級電池”不充電就可以讓汽車連續行駛數年，這是一種什么電池呢？其實，這種“超級電池”有個官方名字叫做核電池，它是靠核能來發電的。

利用“熱電效應”發電

大家耳熟能詳的是核電站，現在蹦進耳朵的名字可是叫核電池呀。那么核電池是不是一座微型化的核電站呢？要弄清楚核電池與核電站的區別，我們不妨看看核電站和核電池各自的“發電原理”吧。

核電站的發電原理：把放射性元素放進一個“堅固的容器”里，這些放射性元素在衰變的過程中會釋放出大量熱能，這些熱能把水加熱，形成高壓水蒸氣，水蒸氣再推動發電機發電。由此可見，核電站是利用原子能把水加熱的。

核電池的發電原理：1818年之前，物理學家們發現了“電磁效應”，1818年之后有一位名叫塞貝克的物理學家發現了“熱電效應”。 塞貝克把兩段不同的金屬棒用導線連接起來，形成一個電路，然后把其中一個金屬棒加熱到較高的溫度時，電路中就產生了電流。他進一步研究發現，只要兩根金屬棒之間存在“溫度差”，就能在兩根金屬棒連接成的電路中產生電流，從此科學家又掌握了一種全新的“發電”方法。核電池就是用“熱電效應”形成的：在一個密閉容器內放置A、B兩段半導體棒，用放射性元素包裹A，放射性元素在衰變的過程中釋放熱量，把A加熱，使其成為“熱棒”，B則不包裹放射元素，成為“冷棒”，這樣A、B兩段半導體棒之間就會長期存在溫度差，用導線將A、B連接起來形成電路，就能源源不斷地長時間“生電”了。

航天事業的利器

“熱電效應”的發現已經有了200年的歷史，所以基于“熱電效應”制造的核電池也并不是什么“新科技”產品。早在幾十年前，科學家就已經研制出實用的核電池，只不過核電池多用于航天設備之中，所以核電池一直是航天工程的利器。

1969年7月21日，美國阿波羅11號飛船飛抵月球，完成了人類登上月球的夢想。當時阿波羅11號飛船安裝了一個類似于核電池的裝置，其發熱功率相當于一個15瓦的燈泡。這個發熱裝置里填充的放射性元素為钚-238。之所以說它類似于一個核電池，是因為當時這個裝置不是用來輸出電流的，只是通過發熱幫助飛船在月球上取暖用的，這個發熱裝置可以說是核電池的雛形。

1976年，“海盜號”火星探測器通過漫長的太空旅行，在火星上成功著陸并展開相關探測試驗，也是得益于它上面裝置了兩個35瓦的核電池。2004年登陸火星的“勇氣”號和“機遇”號也是帶著核電池踏上“太空旅途”的，當這兩個火星探測器到達火星后，關注者們發現這兩個“小家伙”雖然工作很“繁忙”，但是“精神頭兒”特別好，這是因為它們隨身裝置的核電池可連續供電14年。這種核電池的技術已經相當成熟，其提供電力的效率遠遠高于太陽能電池板的供電效率。

美國的“旅行者1號”行星探測器，目前創造了太空飛行史的輝煌紀錄。它已經連續飛行了36年，現在距離地球有200億千米遠，已經飛行到太陽系的邊緣，它的目標連續飛行一千年，飛出太陽系，在廣闊的宇宙間探索人類未知的秘密。“旅行者1號”配備的高能核電池，足可以支持它完成在太空間的“千年之旅”。

漸入普通生活

核電池技術在航天工業的“磨煉”下，制造工藝越來越成熟，制造成本也越來越低廉，所以核電池最終將從航天技術轉化為民用技術。就目前的情況來看，核電池“飛入尋常百姓家”的動作正越來越明顯，因為普通人的生活空間里或多或少地有了核電池的身影。核電池進入普通生活，會給我們的出行方式帶來意外的驚喜。

目前，電動汽車雖然很“前衛”，也很環保，但是電動汽車多是采用體積大、重量大的化學電池，加上這樣的化學電池壽命短，導致當前的電動汽車并沒有得到普通用戶的青睞，電動汽車可謂“叫好不叫座”，很難替代傳統的燃油汽車。如果把核電池裝到電動汽車上，電動汽車果真就會成為“高性能”汽車，它重量小，電力足。科學家預測，到21世紀中葉，核電池將普遍應用于電動汽車，屆時每家擁有一輛不太需要維修、不用充電，且大功率、低成本的核電池汽車將不是夢想，開著核電池汽車周游世界將是一種新時髦。開著以核電池為電源的電動汽車，周游世界一輩子都不用充電，那可是真正的“永動汽車”呀。到時候，加油站是不是都要關閉了呢？汽車不燒汽油了，環境不就更美了嘛，開著環保核電池汽車就能看到更多更美的風景，真愜意呀。

當然，核電池不僅能裝到汽車上，還可以裝到手機上。手機用了核電池，連續使用五千年都不需要充電。心臟起搏器如果使用核電池供電，可以讓起搏器一次性植入人體，終生都無“斷電”之憂了。核電池小型化之后，應用前景將非常廣闊，我們的生活將因核電池變得更加美好。