近日,日本原子能机构(JAEA)宣布开发出全球首块“铀充电电池”,并通过测试验证了其充放电性能。与此同时,韩国也开发出由碳-14同位素供电的原型贝塔伏特电池(betavoltaic battery)。
JAEA表示,铀蓄电池利用贫铀(DU)作为负极活性材料,铁作为正极活性材料。原型铀充电电池的单节电池电压为1.3伏,接近普通碱性电池(1.5伏)的电压。该电池经过10次充放电,性能几乎没有变化,表现出相对稳定的循环特性。
JAEA指出,为了将贫铀作为一种新资源加以利用,21世纪初提出了使用铀作为活性材料的可充电电池的概念。然而,没有研究报告显示组装后的铀充电电池的具体性能。如果提高铀充电电池的容量并投入实际使用,日本储存的大量贫铀将成为可再生能源供电网输出控制的新资源,从而为实现脱碳社会做出贡献。目前日本储存了约1.6万吨贫铀,全球贫铀储存量约160万吨。
目前,JAEA目标是通过循环电解质来提高铀蓄电池的容量(即可储存电量)。具体而言,JAEA将研究是否可以通过增加循环电解质的量以及铀和铁的浓度来提高容量,并确定构成蓄电池电极和薄膜的最佳材料。如果能够顺利地提高铀蓄电池的容量,并投入实际使用,那么该电池有望发挥新的作用,例如调解超大型太阳能发电厂的供需关系。