苏大团队开发出高效微型核电池 研究成果入选“中国科学十大进展”

苏报讯（记者徐靖怡通讯员陈铁凝）日前，在北京召开的中关村论坛年会上，国家自然科学基金委员会发布2024年度“中国科学十大进展”。苏州大学放射医学与防护学院、放射医学与辐射防护国家重点实验室王殳凹教授、王亚星教授研究成果“高能量转化效率锕系辐射光伏微核电池的创制”入选。

微型核电池是将放射性同位素衰变能转换为电能的装置，因持久稳定的电力供应特性，在极端环境和长期运作需求中具有独特优势。锕系核素尤其是超铀核素，是核废料中长期放射毒性的主要贡献者，有着超长的半衰期和高达兆电子伏特的衰变能。然而，传统的微型核电池设计中严重的自吸收阻碍了锕系核素衰变能的高效转换，使得高效锕系放射性同位素微核电池的开发极具挑战。

针对这一难题，王殳凹、王亚星和西北核技术研究所/湘潭大学欧阳晓平等研究人员，在其锕系元素固体化学、分离化学、环境化学以及防护化学领域系列研究进展的基础上，提出了一种基于“聚结型能量转换器”的锕系微型核电池架构，实现了锕系核素与能量转换单元的分子级耦合，大幅削减了自吸收效应，使衰变能转化效率提升了8000倍。此外，内置能量转化器还表现出卓越的结构稳定性和发光稳定性。将其与光伏电池相结合，能够将长期稳定的自发光转化为电能输出。

据此，研究团队开发了一种全新的锕系微型辐光伏核电池，实现了破纪录的总能量转换效率和单位活度功率。同时，该微型核电池在持续运行200小时内，性能参数几乎没有衰减。该成果作为近几十年来核电池领域的重要突破之一，为高效微型核电池开发提供了理论基础，也为放射性废物的高值资源化利用提供了新思路。相关研究结果于2024年9月18日发表在《自然》。

据了解，“中国科学十大进展”遴选活动旨在深入贯彻习近平总书记关于科技创新的重要论述，特别是关于加强基础研究的重要讲话和重要指示批示精神，坚持“四个面向”的战略导向，宣传我国基础研究取得的重大进展。自2005年启动以来，已成功举办20届，激发了广大科技工作者的科研热情，推动了基础研究的科学普及，促进了公众对基础研究的了解、关心和支持，已成为盘点我国基础研究领域年度成果的重要品牌活动。历年入选进展是我国基础研究取得重要成果的缩影和代表，在科技界产生良好反响，受到社会各界广泛关注。

2024年度“中国科学十大进展”主要分布在数理天文信息、化学材料能源、地球环境和生命医学等科学领域，分为推荐、初选、终选和审议等四个环节。《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》《科学通报》5家编辑部以及教育部推荐了700多项基础研究成果，由近140位相关学科领域专家学者从中遴选出31项成果；由包括440余位两院院士在内的2700余位专家学者对这31项成果进行实名投票，遴选出10项重大科学研究成果；经国家自然科学基金委员会咨询委员会审议，最终确定2024年度“中国科学十大进展”。