纳米钻石电池：面向所有设备的环保高性能能源

现代生活严重依赖移动电池供电设备，影响日常方方面面，从电信设备到运输工具。对高效高性价比电池需求日增。传统电池饱受诸多担忧困扰，在全球变暖和废物累积意识增强时代，生产必须符合可持续发展原则和工艺。

纳米钻石电池（NDB）是高功率、钻石基α、β、中子伏特电池，可为众多应用提供终身绿色能源，克服现有化学电池局限。NDB如微型核发电机。NDB能源来源是中高放射性同位素，经多层合成钻石屏蔽保安全。能量通过非弹性散射过程在钻石中吸收发电。自充电过程将为任何设备机器全寿命提供电量，电池寿命长达28,000年。

因电池自充电仅需暴露自然空气，多余电量可存储在电容器、超级电容器和二次电池延长手机、飞机、火箭、电动汽车、传感器等设备机械电池寿命。

系统技术

钻石核伏特（DNV）技术 — 作为器件，DNV是半导体、金属、陶瓷组合，有两接触面便于收集电荷。多个单元通过导电通道连接，通道在DNV侧面沉积Ni制造形成电池系统正负极接触，称DNV堆栈。其间放置衰变释放α、β或中子辐射放射性同位素。此在单晶钻石（SCD）中非弹性散射产生电荷被电荷收集器收集。

每层DNV堆栈含高能量输出源。此布局提升系统整体效率并提供多层安全屏障。

辐射快速转电 — 所有放射性同位素知产生大量热。源在DNV单元间战略放置促进因DNV单元SCD存在非弹性散射。此设计防止放射性同位素热自吸收并实现快速转可用电力。

薄膜结构 — NDB薄膜轮廓允许SCD辐射吸收最小自吸收。因灵活设计结构，技术可按应用采取任何形状形式。NDB可按应用需求做大，最小尺寸限40μm。

核回收过程 — 放射性废料再处理回收实现可持续性，在安全环境促进清洁能源。

安全特性

NDB关键创新是涵盖热、机械、辐射安全的复杂安全特性。

钻石封装 — 辐射安全通过DNV钻石封装实现，将辐射限制在器件内。DNV堆栈连同源涂层多晶钻石，已知热导率最高材料且能容辐射在器件内。比不锈钢硬12倍，使电池坚固防篡改。

纳米层由铬铅"孔盖"结构制成捕获DNV辐射。孔作热传导通道传热至封装外部。盖捕获钻石封装组件内孔产生辐射，能吸收容纳二次辐射及接近背景辐射水平初级辐射。

内置热风口 — 电池系统高能源运行产热。导致系统热传导。系统热风口助此过程针对钻石外表面保持内部最佳水平。

硼掺杂SCD — 利用系统各方面，NDB除α、β外也掺杂硼-10利用中子辐射。掺杂帮助转多余中子成α射线。

锁定系统 — 用核能源作电池系统引起核扩散担忧因产生裂变同位素如Pu-238和U-232。解决此问题，NDB用离子注入机制称"锁定系统"防除发电外用途。增加满足消费者安全要求可用性。

应用

汽车 — 电动车被各国政府大力推广，近年最快速增长领域之一。自然其关键组件——推动车辆电池——也被大力开发。作为电池方案，NDB驱动汽车传统方面及电机。或许最有趣的是抬头显示、增强现实、自动驾驶、车载AI等创新也可用NDB支持。

白天NDB可给车供电；夜间车停放时，NDB供电电动车可插入家庭产生电量为家供电，多余可卖电网。这有效意味国家电网众包电力，缓解电动车普及带来电力需求激增。

航空航天 — 航空市场巨大，许多技术进步源自数字革命。NDB用例包括保障驾驶舱等关键区域电力提升航空安全、黑匣子供电助失踪飞机搜寻。黑匣子周期性发信号广播位置；但信号可用性基于供电电池。目前黑匣子电池寿命限制限制搜寻时间因信号随电量耗尽不可用。NDB将增加黑匣子电池寿命，给搜寻方更大挽救机会。

空间技术近期进展和电动飞机兴起导致电池系统需求增加，受寿命安全担忧阻碍。卫星和航天器严重依赖太阳能，可被恶劣空间环境破坏。NDB可用于无人机、电动飞机、卫星、空间探测器、宇航服、空间站供电并允许更长活动。

医疗技术 — 原位医疗设备和植入物如助听器、起搏器受益于小封装长电池寿命及安全额外益处。用NDB患者不再因长半衰期担心给起搏器充电。因NDB结构集成原生辐射吸收层，防植入设备辐射泄漏。

工业 — NDB安全、功率输出、通用性为许多常规应用和难实施应用供电。数据中心、偏远地区、恶劣环境应用使NDB成生产力和未来应用杰出承诺。

物联网（IoT）短板之一在物理设备本身。因每功能（如照明）需传感器和Wi-Fi接收器，必然需电力。传统用电池和直接布线满足但两者都有局限——电池会耗尽、布线需电工装配可能不便。若用NDB，IoT设备完全无线可随处放置无需担心电池耗尽。

结论

NDB绿色因无排放、对环境惰性、不需钴开采。NDB是比传统能源更高能量密度、更持久、不受天气影响替代品。附加价值是无有害副产品和核废料回收。

技术有潜力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料负面环境影响。

另一趋势是钴短缺，锂离子电池关键成分。因NDB不含钴，是不受原材料供应短缺影响方案。

最后，最重要近期趋势之一是电动车需求突然激增。世界各国政府致力化石燃料车转电动车——天然适合NDB市场。

本文由NDB首席执行官Nima Golsharifi博士投稿（加州旧金山）。更多信息请访问此处 .