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  • 1 # 中外科技看點

    可以的,目前已經有這種利用溫差產生電流發電的電池,【無需充電的電池!】現實生活中確實有這樣一種電池,這就是放射性同位素溫差電池,也叫放射性同位素溫差發電器,不過別高興得太早,目前它還無法應用在手機上。放射性同位素溫差發電器最重要的原理是熱電效應,這個效應的發現最早能追溯到200年前~

    熱電效應有三種,分別是塞貝克效應(Seebeck effect)、帕爾帖效應(Peltier effect)和湯姆森效應(Thomson effect)。

    1821年(四捨五入一下就是200年前了)德國物理學家塞貝克發現,將兩種不同金屬的兩端相互連線構成閉合迴路,如果兩個接觸點所處的溫度不同,那麼迴路中就有電流產生,這個現象後來被命名為塞貝克效應。而這樣的電路叫做溫差電偶,電路中產生電流的電動勢叫做溫差電動勢。

    金屬的塞貝克效應所產生的溫差電動勢很小。比如,鐵與銅的冷接頭處為1℃,熱接頭處為100℃,那麼只有5.2mV的溫差電動勢產生。如果把若干個溫差電偶串聯起來,把奇數個接頭暴露於熱源,偶數個接頭暴露於冷源,這樣產生的電動勢等於各個電偶之和,這種裝置叫做溫差電堆。

    放射性同位素溫差發電器(Radioisotope Thermoelectric Generator,縮寫為RTG)。顧名思義,它是一種利用放射性同位素獲取能量的發電裝置。因為放射性同位素在衰變的時候會釋放熱量,而使用溫差電堆則可以把部分熱量轉化成電能,供給裝置使用。

    放射性同位素溫差發電器主要由兩個部分組成,分別是放射性同位素熱源和溫差電堆,一個負責提供熱量,一個負責發電。美國空間用的同位素電池幾乎都使用了鈽238(與用作核武器裝料的鈽239性質不同),這是因為它具有合適的功率密度(0.41 W/g);足夠長的半衰期(87.7年,熱功率衰變。

    肯定有小可愛會問,空間探測器不是都有太陽電池嗎,為什麼還要用同位素電池?如果空間探測器前往探測其他星球(比如冥王星),離太陽越來越遠,Sunny越來越弱,太陽電池就無法正常工作,這時候同位素電池就成了唯一的選擇。同位素衰變時釋放的能量大小和釋放速度不受外界環境的溫度、化學反應、壓力、電磁場的影響[4],所以能執行在惡劣的環境,並且具有高功率、長壽命的特點。除了空間探測器,蘇聯建立在極地的燈塔也使用了同位素電池,這樣可以減少維護的成本。

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