纳米金刚石电池具有普遍适用性

现代生活非常依赖移动电池供电的设备，这些设备影响着我们日常生活的方方面面，从电信设备到运输车辆。对高效且具有成本效益的电池的需求不断增加。传统电池一直备受关注，在全球变暖和废物积累意识日益增强的时代，生产必须符合可持续发展原则和流程。

纳米金刚石电池 (NDB) 是一种高功率、基于金刚石的 α、β 和中子伏打电池，可为众多应用提供终身绿色能源，并克服现有化学电池的局限性。 NDB 就像一个微型核发电机。 NDB 的电源是中级和高级放射性同位素，为安全起见，由多层合成金刚石屏蔽。能量通过称为非弹性散射的过程被钻石吸收，该过程用于发电。自充电过程将为任何设备或机器的整个生命周期充电，电池寿命长达 28,000 年。

由于电池是自充电的并且只需要暴露在自然空气中，任何多余的电荷都可以存储在电容器、超级电容器和二次电池中，以延长手机、飞机、火箭、电动汽车、传感器和其他设备和机械的电池寿命.

系统技术

钻石核电压 (DNV) 技术 — 作为一种设备，DNV 是半导体、金属和陶瓷的组合，具有两个接触面以促进电荷收集。几个单个单元通过导电通道连接在一起，这些导电通道通过在 DNV 侧面沉积 Ni 来制造电池系统的 +ve 和 -ve 接触，称为 DNV 堆栈。在它们之间是放射性同位素，它们在衰变时会释放出α、β或中子辐射。然后将其非弹性地分散在单晶金刚石（SCD）中，产生电荷，由电荷收集器收集。

DNV 堆栈的每一层都包含一个高能输出源。这种布置方式提高了系统的整体效率，为产品提供了多层安全防护。

从辐射到电的快速转换 — 众所周知，所有放射性同位素都会产生大量热量。由于 DNV 单元中存在 SCD，源在 DNV 单元之间的战略性放置有助于产生非弹性散射。这种设计可防止放射性同位素自行吸收热量，并能快速转化为可用电能。

薄膜结构 — NDB 所展示的薄膜轮廓允许 SCD 中的辐射吸收，而自吸附最小。由于其灵活的设计结构，该技术可以根据应用采取任何形状和形式。 NDB 可以根据应用的需要制作，最小尺寸限制为 40 μm。

核回收过程 — 放射性废物经过再加工和回收，以实现可持续发展，并在安全可靠的环境中推广清洁能源。

安全功能

NDB 的关键创新是复杂的安全功能，涵盖热安全、机械安全和辐射安全。

金刚石封装剂 — 辐射安全是通过使用包含设备内辐射的金刚石封装器封装 DNV 来实现的。 DNV 叠层连同辐射源都涂有一层多晶金刚石，这是众所周知的导热性最高的材料，并且能够将辐射包含在设备内。它的韧性也是不锈钢的 12 倍，使电池坚韧且防篡改。

纳米层由铬和铅制成，具有“孔和帽”结构，可捕获来自 DNV 的辐射。该孔充当将热量传导至封装件外部的热传导通道。虽然帽捕获从 NDB 金刚石封装组件中内置的孔发出的辐射，但它可以吸收和容纳次级辐射以及接近背景辐射水平的初级辐射。

内置散热孔 — 电池系统中存在的高能量源在运行期间会产生热量。这导致系统中的热传导。系统中的散热孔有助于对钻石的外表面进行此过程，以将内部保持在最佳水平。

硼掺杂 SCD — 为了利用系统中的各个方面，NDB（除了 alpha 和 beta 之外）还结合了使用硼 10 掺杂的中子辐射。掺杂有助于将多余的中子转化为阿尔法射线。

锁定系统 — 将核动力源用于电池系统会引发核扩散问题，因为会产生可裂变同位素，例如 Pu-238 和 U-232。为了解决这个问题，NDB 使用了一种称为“锁定系统”的离子注入机制，该机制可以防止发电以外的其他用途。这通过满足消费者安全要求来提高可用性。

应用程序

汽车 — 各国政府大力推广电动汽车，因此它是近年来发展最快的领域之一。自然，它的关键部件——驱动车辆的电池——也得到了大力开发。作为一种电池解决方案，NDB 为汽车和电机的传统方面提供动力。或许最有趣的是，抬头显示器、增强现实、自动驾驶和车载 AI 等创新也可以通过 NDB 得到支持。

白天可以使用 NDB 为汽车供电；晚上停车时，NDB 驱动的 EV 可以插入房屋，产生的电荷可以为房屋供电，多余的电量可以出售给电网。这实际上意味着国家电网正在众包电力，缓解了随着电动汽车采用率增加而增加的电力需求。

航空 — 航空市场广阔，许多技术进步来自数字革命。 NDB 使用的一些例子包括为驾驶舱等区域提供必要的电力以提高航空公司的安全性，以及为黑匣子供电以帮助打捞失踪的飞机。黑匣子周期性地发出一个信号来广播它的位置；但是，信号的可用性取决于为其供电的电池。目前，黑匣子的电池电量限制限制了搜索时间，因为一旦电池电量耗尽，定位信号将变得不可用。 NDB 将能够增加黑匣子的电池寿命，让搜索方有更大的打捞机会。

空间技术的最新进展和电动飞机的兴起导致对其电池系统的需求不断增加，但受到对寿命和安全性的担忧的阻碍。卫星和航天器严重依赖太阳能，这可能会被恶劣的太空环境破坏。 NDB 可用于为无人机、电动飞机、卫星、太空漫游车、宇航服和空间站提供动力，同时允许更长时间的活动。

医疗技术 — 原位医疗设备和助听器和起搏器等植入物可以受益于较小封装中的较长电池寿命，并具有额外的安全优势。有了 NDB，患者不再需要担心起搏器的充电时间，因为它的半衰期很长。由于 NDB 在其结构中集成了一层天然辐射吸收剂，因此可以防止可植入设备的辐射泄漏。

工业 — NDB 的安全性、功率输出和通用性为许多常规应用和难以实施的应用提供动力。 NDB 的数据中心、远程位置和恶劣环境应用使其成为生产力和未来应用的杰出承诺。

物联网 (IoT) 的不足之处在于物理设备本身。由于每个功能（例如照明）都需要传感器和 Wi-Fi 连接接收器，因此它们不可避免地需要电力。传统上，这已经通过使用电池和直接电线来满足，但在任何一种情况下，都存在局限性——电池会耗尽，电线需要电工安装，这可能很不方便。如果使用 NDB，IoT 设备将完全无线，可以放置在任何地方，无需担心电池耗尽。

结论

NDB 是绿色的，因为它没有排放，对环境惰性，并且不需要钴矿开采。 NDB 是一种能量密度更高、寿命更长、不受天气影响的传统能源替代品。附加价值是没有有害的副产品和核废料的回收利用。

该技术有可能替代汽油和锂离子电池等其他能源，减少其排放和有毒金属废物对环境造成的负面影响。

另一个趋势是钴的短缺，钴是锂离子电池的重要组成部分。由于新开发银行不含钴，是一种不受其原材料供应短缺影响的解决方案。

最后，最近最重要的趋势之一是对电动汽车的需求突然增加。世界各国政府正在努力将化石燃料动力汽车转变为电动汽车——这个市场非常适合 NDB。

本文由 NDB（加利福尼亚州旧金山）首席执行官 Nima Golsharifi 博士提供。如需更多信息，请访问此处 .