商业化量产？深入解析NDB纳米金刚石电池持续使用28000年的奥秘！
最近，一种叫做纳米金刚石电池的概念迅速崛起，NDB连续两则新闻使整个行业沸腾起来！
8月底，美国加州NDB公司正式宣布，其公司基于核废料提取物的纳米金刚石电池像微型核发电机一样，在不需要充电的情况下，可持续使用时间可长达10年甚至28000年！
随后，NDB再次宣布完成了纳米金刚石电池的两项概念验证测试，NDB提供的纳米金刚石电池可收集40%电荷，比仅具有15%电荷收集效率的商用纳米金刚石电池有了显着改进。而且，第一款NDB商业原型电池的开发正在进行中，并将于2020年晚些时候上市。
首先，我们先来了解下什么是纳米金刚石电池？
纳米金刚石，指粒径在1～100nm的金刚石晶粒存在形态，其兼有金刚石、纳米材料的特性。
纳米金刚石的应用可从按照其结构性能可分为表面和核两部分，表面性能主要利用它的纳米微粒性能，即颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大以及其纳米材料特有的四大效应：小尺寸效应、量子尺寸效应、量子隧道效应和表面效应。核的性能则主要利用金刚石的超硬材料性能。
核电池，又称原子能电池，放射性同位素发电装置，指使用放射性同位素衰变时产生的能量转化为电力的装置。
金刚石电池的概念首次是由英国布里斯托尔大学研究团队提出，是使用核废料再利用技术发明创造的一种清洁能源电池：利用核废料制成一种人造钻石，将其放入辐射场中能够产生微弱的电流，有助于解决核废料、清洁发电和电池寿命等一系列问题，也是科学家首次成功开发核电池，发电开始进入“钻石时代”！
发电原理
在核废料中富含碳-14放射性同位素石墨，将这种石墨进行提纯，并利用高温化学反应，将它们制造微小的碳-14金刚石，碳原子以小小的黑色金刚石晶体的形式沉积于表面，这会产生小的电流。其中金刚石结构充当了半导体和散热片的角色，收集碳-14衰变产生的电荷，并将其传送出去。然后为了安全使用，要在其周围形成一个非放射性金刚石层，即：将普通实验室制造的碳-12金刚石作为超硬保护层和防篡改层，完全封装包裹放射性碳-14金刚石，防止辐射泄漏同时，并作为支撑保护。
该电池被称为钻石核伏（DNV），其中半导体，金属和陶瓷的组合具有两个接触表面以促进电荷收集。几个单个的单元连接在一起以创建一个堆叠结构，该堆叠结构被制造为产生一个正负接触表面，类似于普通的电池系统。DNV堆栈的每一层都包含一个高能量输出源。
在DNV中，放射性同位素的放置方式有助于由于单元中存在单晶金刚石而引起的非弹性散射。同时，叠层和辐射源都涂有一层多晶金刚石，该金刚石以导热性和硬度最高的材料而著称，并具有将辐射抑制在器件内的能力。
因此形成的金刚石电池组表面发出的辐射量比香蕉还低。
性能验证
尽管它号称能使用上万年，还不需要充电，看似违反能量守恒定律，实际上利用的是电子或者离子与放射性衰变的热能：我们知道，碳-14经过β衰变成为氮，在此过程中释放出一个反中子和一个β衰变电子：
C14→N14+β-
因此，由碳-14制备的核动力电池是清洁能源，既没有没有运动部件，也没有排放物产生，不需要维护，就能直接发电。
另外，我们来验证下28000年是否可能？
首先，我们知道，一级反应碳-14的半衰期为5730年，根据放射性反应公式：
N = Noexp（-λT）
N0 = 物质的初始数量和 N 是数量仍然保持和尚未衰变.
T是衰变数量的半衰期
e 是欧拉的数字等于 2.71828
放射性衰变公式的微分方程定义为：
dN/dt=-λN
同位素的半衰期是原子核衰变到原来的一半的时间。 它可以表示为
t1/2=ln2/λ
我们可以算出，当T=28000年时，仅约有刚开始时的0.0338(约1/30)，如果微电流也算的话，2.8万年也算它合格！
换句话说，由人造金刚石包裹的碳-14核废料电池在运行中不需要充电，不会产生任何碳排放，只需在露天中就可工作。
另外，据NDB报道，目前，第一款商业原型电池的开发正在进行中，并为其解决方案争取到了两个beta客户，包括核燃料循环产品和服务的领导者以及全球领先的航空，国防和安全制造公司。预计将于2020年晚些时候上市。
假如结果真的和预想的一样，这种纳米金刚石电池如果可以商业化量产，那么它将成为一种革命性的力量来源！
不得不说，这种电池真的太强大了，彻底将钻石恒久远的性质发挥的淋漓尽致！另外，金刚石不仅可以作为绿色能源，同时作为生态环保小能手，如饮用水资源清洁、污水处理、消毒杀菌……将绿色可持续发展进行到底！
基于此，11月17-20日，Carbontech 2020 金刚石论坛将于上海跨国采购会展中心举办。论坛将重点关注金刚石在健康医疗，生态环保，半导体器件，导热散热，珠宝首饰等创新应用，邀请全球行业巨头、顶尖科研团队、学术代表及企业代表共同参会，进行科研学术交流的同时，促进行业繁荣发展。