普通化學(xué)電池壽命有限，必須經(jīng)常更換，尤其在微型設(shè)備中，這個問題更加突出，為了解決這個問題，人們一直在研制微型核能電池。2009年年底，美國一家公司宣布說，他們已研制出一款新型微型核能電池，它可為微小裝置提供持久的電能，其工作時間可長達25年。無獨有偶，另一組來自美國密蘇里大學(xué)的科學(xué)家也于不久前宣布，他們開發(fā)了一種只有錢幣大小的核能電池，其突破在于采用新技術(shù)進一步縮小了微型核能電池的體積并且延長了芯片的壽命。
　　在現(xiàn)階段，微型核能電池還不能驅(qū)動筆記本電腦和手機，這是因為它們產(chǎn)生的電能還太小，甚至只能以毫微瓦計算，而1毫微瓦只相當(dāng)于1瓦的十億分之一，不過即使這樣，微型核能電池也已經(jīng)大有用場了。這種電池將有望應(yīng)用于“耗能極低的可植入裝置”中，它可以幫助醫(yī)生長期監(jiān)視病人的健康狀況；它們還可用于驅(qū)動微機電裝置和其他極小的電子設(shè)備；以核能電池驅(qū)動的傳感器可長期監(jiān)測橋梁、道路和建筑物的使用狀態(tài)，民用航班也可用這種傳感器監(jiān)測飛機的機械故障。
　　核能電池并不是新事物，它們此前已經(jīng)應(yīng)用于軍事或者航空航天領(lǐng)域，但體積往往很大，而現(xiàn)在微型機電系統(tǒng)和納米級機電系統(tǒng)已成為科學(xué)研究的熱門領(lǐng)域，人們因此需要體積更小的核能電池為它們提供持久的電能，至于筆記本電腦和手機等民用電子裝置對這種電池就更是期待了。
　　對于核能電池是否安全的問題，人們大可放心，因為它們的能量由放射性同位素的自然衰變而產(chǎn)生，這種衰變由物質(zhì)中不穩(wěn)定的原子核放射出粒子及能量所導(dǎo)致。當(dāng)放射性同位素發(fā)生衰變時，它們釋放出帶電粒子，而半導(dǎo)體，例如硅，則能捕獲這些粒子，從而產(chǎn)生電流，這個過程很像太陽能電池板從陽光中捕獲光子并將它們轉(zhuǎn)變成電流的過程。核能電池正是利用放射性同位素衰變會釋放出能量的原理制成的。
　　核能電池的工作時間可以持續(xù)得很長，這是普通的化學(xué)電池所無法比擬的。工作時間長為核能電池帶來了其他電池?zé)o法望其項背的優(yōu)勢。在許多情況下，電池和設(shè)備必須是一次性的，根本不容更換，例如深海傳感器、太空探測器以及一些植入人體內(nèi)的醫(yī)療裝置等?？茖W(xué)家們認為，微型核能電池潛在工作時間可達幾百年甚至更長。
　　微型核能電池雖然有不少優(yōu)勢，但它們還無法向普通化學(xué)電池那樣在我們的日常生活中得到普遍的應(yīng)用，這是因為還有些關(guān)鍵性問題不得不解決，如核能電池的體積總是過大，而減小體積電量又太小，要解決這類問題，科學(xué)家們必須拿出巧妙的辦法來。
　　電量小是因為硅芯片產(chǎn)生電流的面積小，而加大面積又會使電池變得過大，解決這個問題的途徑可以是尋找新的更有效率的材料，但美國羅徹斯特大學(xué)的研究小組則青睞于另外一種方法。他們意識到，在自然衰變中發(fā)出的放射性同位素，例如氚(氫的一種同位素)，有一半并沒有被硅捕捉到，這種情況有點類似于太陽發(fā)出的光子絕大部分都散發(fā)到宇宙中去了，而我們地球接收到的只是其中極小一部分一樣。于是，他們決定想辦法讓硅捕獲更多的粒子，方法是在硅上面弄出許多坑來，從而在有限的平面上獲得更大的表面積。
　　科學(xué)家形容說，這些坑就好像是一些深井，而放射性的氚氣則會充斥于這些深井中，如此一來，產(chǎn)生電流的面積便可以成倍地增加了。不過這些“深井”其實小得令人難以置信，“井口”寬約1微米，深約40微米，要挖這樣的井，需有賴于一種名為“蝕刻”的技術(shù)?？茖W(xué)家說，他們用這種方法使電量提高了10倍，而一種更先進的“挖井”方法還將會使電量提高160倍。
　　不過提高核能電池的效率，縮小電池體積的目標(biāo)并非僅靠“挖井”一種方法就可以完全達到，在過去的很長時間里，人們主要使用硅半導(dǎo)體作為芯片的材料，而美國這家公司新推出的“微核”則使用了碳化硅，其芯片很小，而抵抗放射性損害的能力則更強；他們還在試驗用疊放芯片的方法提高電量，據(jù)說這樣產(chǎn)生的電流可以達到1微瓦或者百萬分之一瓦；他們的另一個舉措是嘗試用新的放射性同位素，例如钷-147，據(jù)說這種同位素能為未來的核能電池提供更多的能量。至于密蘇里大學(xué)，他們的創(chuàng)新之處在于使用了液體芯片，這也使得芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更不容易因粒子衰變而受到破壞了。
　　如果未來的某一天，微型核能電池在我們的日常生活中得到廣泛的應(yīng)用，到那時我們的手機和筆記本電腦就可以終身就不用充電