西北師范大學：我國首款超長壽命碳-14核電池（燭龍一號）研制成功
發布時間：
2025-03-12
近日，西北師范大學聯合碳-14領域龍頭企業無錫貝塔醫藥科技有限公司對外發布核能技術領域新突破：我國第一款碳-14核電池，也是全球首款基于碳化硅半導體材料的碳-14“燭龍一號”核電池研制成功，標志著我國在微型核電池領域取得里程碑式進展。
該電池以《山海經》中象征光明的神獸“燭龍”命名，既體現中華文化底蘊，又彰顯持久供能特性。
作為西北師范大學與企業科教融合、產研協同的一項典范成果，“燭龍一號”歷時數年攻關研制，不僅是國際上首款以碳化硅半導體材料及高比活度C-14為基礎的高功率核電池，更實現了三大突破：一是續航能力跨越百年，為極地探測、深海裝備、航空航天等極端環境提供全天候能源支撐;二是自主創新打破壟斷，從核心材料研發到換能器件制造擁有完全自主知識產權;三是“零排放能源革命”，以綠色低碳屬性推動我國新能源產業鏈迭代升級。
“燭龍一號”攻克了高比活度C-14源制備和換能器件能量轉換率低、穩定性差等關鍵技術難題。該電池短路電流達282nA，開路電壓2.1V，最大輸出功率433nW，由此計算的能量轉換效率突破8%。研發人員通過接入核電池儲能裝置模組后，驅動藍牙射頻芯片向外發射信號并成功接收。目前，搭載“燭龍一號”的LED燈已持續工作近4個月，累計超過35000次脈沖閃爍。
這款核電池具有多項突破性優勢，由于C-14的半衰期長達5730年，理論上碳-14核電池擁有長達數千年的超長壽命。同時，該電池還具有在-100℃至200℃極端溫度適應性及2200mWh/g超高能量密度，50年設計壽命小于5%的性能衰減率;支持毫瓦級脈沖放電及能量智能管理，可適配不同場景需求。
西北師范大學核電池團隊負責人蘇茂根教授表示，該成果具有廣闊產業化前景，在醫療領域，可為腦機接口、心臟起搏器等植入式設備提供永久能源;在物聯網領域，可支撐萬億級傳感器網絡;在海洋深處、南極北極、月球、火星等極端環境，可作為無需維護保養的持續供電電池;在宇宙深空探測領域，可助力深空探測器持續工作。
目前，西北師范大學與無錫貝塔正同步推進第二代工程樣機“燭龍二號”的研發。第二代工程樣機搭載實用型全封閉碳-14微型核電池，預計年底完成封裝并測試。
近年來，西北師范大學聚焦國家重大戰略需求，積極開展原創性科技攻關，與企業、科研機構等建立緊密的合作關系，積極推動產學研合作。物理與電子工程學院蘇茂根、曹世權團隊瞄準核技術與應用這一關鍵領域，建立了低能激光離子源綜合實驗平臺，研發了具備完全自主知識產權的C-14核電池換能器件全套工藝技術，同時積極布局自動化C-13同位素快速檢測設備和同位素電磁分離器的研發工作，向建立C-14同位素閉式循環產業體系邁出了關鍵一步。此次C-14核電池“燭龍一號”的聯合研發是學校科教融合、產研協同的一項典范成果。
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