碳-14核电池实现全链条自主化突破

背景

放射性同位素核电池（如碳‑14 核电池）能够将放射性同位素衰变释放的能量转化为电能，具有寿命超长、无需维护、环境适应性强等优势，在深空探测、极地科考、深海装备、植入式医疗等极端或长期供电场景中具有不可替代的作用。长期以来，该领域的高端产品与技术受国际封锁，国内在碳‑14 同位素分离、换能材料、系统集成等环节存在短板，全链条自主能力尚未形成。2025 年 3 月，西北师范大学与甘肃烛龙科技有限公司联合发布了自主可控的碳‑14 核电池全链条技术成果，标志着该领域国产化进程取得里程碑式突破。

核心内容

西北师范大学主办、甘肃烛龙科技有限公司承办的“自主可控碳‑14 核电池全链条技术成果发布会”在兰州举行。会上正式发布了两大核心产品：「千纪源 天枢碳‑14 核电池」与「千纪源 能枢碳化硅换能器」。

• 千纪源 天枢碳‑14 核电池：基于碳‑14 同位素衰变原理设计的新型核电池，相较此前发布的「烛龙一号」原型产品实现五大技术突破，核心指标（如功率密度、转换效率、安全寿命等）大幅提升，并完全采用国产化材料与工艺。
• 千纪源 能枢碳化硅换能器：以碳化硅（SiC）半导体材料为核心的能量转换组件，是核电池的关键部件，负责将同位素衰变辐射能高效转化为电能。该换能器同样实现了自主技术路线，打破了传统换能器依赖进口材料的局限。

该项目被定位为产学研用协同的标杆实践，已构建覆盖碳‑14 同位素提取、纯化、封装、换能器设计制造、系统集成测试的全链条国产化技术体系和知识产权矩阵。发布会现场，甘肃烛龙科技有限公司还与五家企业签署了战略合作协议，合作将围绕航空航天、深海装备、极端环境监测、医疗器械等多元领域展开，旨在从研发到应用形成完整的产业闭环。

关键要点

• 两大核心产品名称：「千纪源 天枢碳‑14 核电池」和「千纪源 能枢碳化硅换能器」。
• 相较前代产品「烛龙一号」实现五大技术突破，核心指标显著提升。
• 技术链条覆盖碳‑14 同位素处理、换能器制造、系统集成等全部环节，实现自主可控。
• 碳化硅换能器为关键创新点，替代传统换能方案，提升效率与稳定性。
• 已建立完整的国产化技术体系与知识产权体系。
• 发布会现场与五家企业签署战略合作协议，合作方向涵盖航天、深海、医疗等长期供电场景。
• 项目由西北师范大学提供学术支撑，甘肃烛龙科技有限公司负责产业化落地。

意义与影响

这一突破直接解决了碳‑14 核电池全链条技术被“卡脖子”的问题，从同位素源、换能材料到系统集成实现了完全国产化，意味着我国在该领域不再依赖进口原材料或核心器件。碳‑14 核电池长达数十年甚至上百年的自持供电能力，尤其适合需要免维护、长期稳定能源供给的场景：应用于深海传感器、极地科考站、地下探测设备、植入式心脏起搏器等医疗器械，以及未来天基望远镜、月球/火星表面长期监测站等航天任务。与五家企业的现场签约也表明，该技术正加速从实验室走向产业化，搭建“研发—制造—应用”闭环。整体来看，这一成果不仅提升了我国在特种电池领域的国际话语权，也为后续同类放射性同位素电池（如氚电池、钚‑238 电池）的自主化发展提供了可复用的经验和生态基础。