两节干电池,181年驱动电铃敲了100亿次,没人知道电池结构

2021年03月22日09:12:19 科学 1678

电,在人们生产生活中发挥了非常重要的作用,科学家还发明了电池,将电能储存起来,方便随身携带。但是电池的续航问题,一直困扰着人们,很多人还经常产生续航焦虑。

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说起来,你可能都不会信,早在180年前,科学家就发明了续航超强的电池,目前已经持续放电180年了,现在似乎还没有减缓的迹象。

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更让现代人接受不了的是,这个电池的工作原理至今没弄明白,这简直是打脸。

1840年,牛津大学采购了一批实验设备,这些实验设备中,一个不起眼的牛顿电铃(Oxford Electric Bell),不经意间在改写着历史。

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牛顿电铃实验设备,主要是为了研究“触张力理论”,主要是验证静力学理论和化学作用。

牛顿电铃其实结构很简单,有两个黄铜铃铛,铃铛下面分别放一个干电池,有了电池和导体的参与,就行了一个串联的干电池电路。

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为了让铜铃响起来,在中间穿过一根细丝,细丝末端有一个直径为4毫米的金属球。

当金属球碰到其中一个铜铃时,铜铃会将电路电子导入金属球,也就是干电池对金属球充电,接着金属球被静电排斥,此时,另一个电铃会吸收金属球,并与金属球发生碰撞,就这样反复进行,形成一个周期为2Hz震荡的敲铃声。

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就这样一个实验,从1840年通电的那一刻起,一直到现在就没有停止过,也就是说这串联的两颗电池,已经持续放电超过了181年了,因为制造电铃的时间更早一些。

有人说,这个电池也太厉害了吧,拆下来研究下,改进现代电池岂不更好。

不过,就目前情况来看,这些想法基本不可能实现,这个干电池外面已经覆盖了硫,仅凭肉眼根本看不到它的内部结构,不仅看不到也摸不到,因为整个电铃被一个玻璃罩盖住了。

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要想研究电池,必须要破坏现在电铃的电路,估计没有任何科学家敢做这事。

关于牛顿电铃,科学界已经形成了一致意见,只要电铃有电保持运转,就没有人去破坏它,会让它一直这样下去。

与牛顿电铃的干电池持续放电181年相比,现在电池的表现,就有点相形见绌了,别说持续放电坚持181年了,即使不放电,过几年也会没用了,甚至会腐化。

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不过,对于现代电池不行的说法,美国加州的NDB公司表示不服,并且他们对外声称,自己制造了一个可以使用2.8万年的电池。

2020年8月,NDB对外宣称:他们通过实验,验证了一款近似无限寿命的纳米金刚石电池。

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纳米金刚石电池吸收了核电站的优点,并完美规避了核辐射的缺点。

实际上,核电站发电过后的废料:放射性石墨,是必须要通过封装保护起来的,以免污染环境和生物安全。

纳米金刚石电池,则是核电站废料放射性石墨,放射性石墨富含C-14反射性同位素,经过衰变后,释放一个反中微子和一个衰变电子,将石墨提纯后制作成微小C-14钻石。

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然后将微小C-14钻石镶嵌到金刚石内部,放射性C-14钻石失去电子,而金刚石晶格得到电子,电流就这么产生了,这也就是金刚石电池基本原理。

甚至,有人形象将金刚石电池描述为三明治电池,因为它像极了三明治,C-14钻石充当了三明治的火腿,而金刚石相当于三明治面包。

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由于金刚石电池采用了核衰变原理,理论上讲,核电池寿命都比较长,C-14的半衰期为5730年,这也就意味着,5730年后,电池电量还有一半,可谓是持续供电能力强。

不过,对于谈核色变的人来说,这样的电池即使续航再长,他们也不会使用,毕竟辐射对人体的影响是不可逆的。

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而英国布里斯托大学的斯科特教授表示,这个辐射问题,完全不需要担心,可以通过对C-14金刚石穿外套,加以规避辐射,能够让C-14在钻石内部传递高能粒子,一旦高能粒子想穿透辐射到外面时,金刚石的外套就能够阻隔它的传递。

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此外,斯科特教授对于辐射的数值也进行了类比,把一个金刚石电池放在身边,身体接收的辐射,相当于香蕉在身边辐射,这个辐射基本可以忽略不计。

NDB公司规划,在两年内上市低能耗版商业纳米金刚石电池,低功率版将应用到智能家居、心脏起搏器等低功耗设备,高功率版本将在5年内正式上市。

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写在最后

毫无疑问,电池持久续航能力,已经成为人们生活的痛点。

能够坚持181年的牛顿电铃干电池,还在续写着它的传奇,不过,传奇毕竟还是属于实验室。

现代人也准备尝试书写新的传奇,将长续航电池带入寻常百姓家。

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