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日本原子能研究开发机构(JAEA)开发出全球第一款铀基充电电池,它是用贫化铀(DU,也称贫铀、耗乏铀)所制作的,而贫化铀是铀燃料浓缩过程的剩馀物,也是一种核废料,因此JAEA可以说开发了一种“核废料电池”。
有趣的工程(InterestingEngineering)报道,该研究所在新闻稿中表示:“我们成功研发出以铀为活性物质,设计出的可充电电池。”
这可能会改变核废料的管理方式,并满足对于能源储存日益增长的需求。
研究团队补充说:“铀具有独特的化学性质,长期以来,一直被认为是化学电池中,活性材料的候选者。”
研究中使用的铀,是贫化铀(DU),这是核燃料浓缩过程中,天然铀的副产物。目前除了少数家能够利用贫化铀做为装甲或是炮弹以外,多数国家的贫化铀只能储存而不做他用。但是日本原子能研究开发机构的发明,可能会使贫化铀一举成为一种宝贵的资源。
研究所强调:“这些成果有望为贫化铀提供新的资源价值。”
新闻稿指出:“铀基充电电池可能担任太阳能、绿能等可再生能源发电,所需要的电力稳压与储存设备。”
由于太阳能和风能的先天不稳定性问题,经常遇到“发的过度”与“发不出电”的麻烦,如果有一套储电系统,就稍微能够解决这种过犹不及的困扰。
研究所展示的原型铀电池,宽度10公分,高度5公分。其负极采用含铀电解液,正极采用含铁电解液。 它的电压达到1.3V,非常接近标准碱性电池的 1.5V。
新闻稿称:“电池经过 10 次充电和放电,电池性能几乎没有变化。”这种稳定性是潜在寿命和可靠性的关键指标。
光是日本一国,就拥有大约1.6公吨的贫化铀,而全球各地储存的贫化铀,估计达到160 万吨。如果铀充电电池能够成功扩大规模并商业化,那么它们将为利用这庞大的材料储备提供一条可行途径。
然而,该研究所也承认,铀电池不可能广泛使用,因为贫化铀仍然有少量的放射性,所以这些电池可能仅限于辐射控制环境,例如核电厂。但是这样也很好,因为核电厂也会需要储电装置。
新闻稿最后总结:“如果铀充电电池的容量得到提高,并投入实际量产和使用,那么日本储存的大量贫化铀,有望成为协助再生能源电力供应的新角色。”
日本原子能研究所提出的贫化铀电池概念图,它的正负两极采用的金属电解质,正极是带铁电解液,而负极是贫化铀电解液。(图/JAEA)
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